Revolução na luz: o manganês substitui terras raras caras em LEDs!

Revolução na luz: o manganês substitui terras raras caras em LEDs!

Quase todos os diodos emissores de luz (LEDs) atuais requerem fósforos baseados em terras raras, como európio ou cério. Estes materiais não são apenas caros, mas também difíceis de obter, uma vez que as reservas de matérias-primas estão localizadas principalmente na China. Uma equipe de pesquisa interdisciplinar da Universidade Heinrich Heine de Düsseldorf e da Universidade de Innsbruck desenvolveu agora uma alternativa promissora: o manganês. Alto Universidade Heinrich Heine Düsseldorf o manganês permite a produção de um fósforo novo e eficiente que pode produzir luz branca.

Na revista *Applied Chemistry* foi comprovado que o íon manganês duplamente carregado positivamente (Mn2+) é capaz de emitir luz ciano e, assim, produzir luz branca em combinação com LEDs semicondutores azuis. Este desenvolvimento poderá reduzir significativamente a dependência da tecnologia LED em relação às terras raras, uma vez que o manganês é difundido e facilmente extraído na crosta terrestre, bem como Mercado de máquinas destaques.

Os benefícios do manganês

Os íons manganês não são apenas mais comuns que os elementos usados ​​anteriormente, mas também oferecem vantagens na flexibilidade das geometrias de coordenação. Embora a luminescência do Mn2+ permaneça termicamente estável e possa suportar altas temperaturas de até 150 °C, seu uso em LEDs também apresenta desafios. Uma grande desvantagem do Mn2+ é a sua absorção ineficiente, que requer altas densidades de potência para atingir brilho suficiente. Os pesquisadores liderados por Jun.-Prof. Dr. Markus Suta e Prof. Hubert Huppertz estão trabalhando na determinação das densidades de potência necessárias para ser competitivo com as tecnologias existentes.

Um desafio notável na implementação também reside na cor luminescente. Os íons manganês podem emitir cores diferentes (verde ou vermelho) dependendo do número de átomos de oxigênio circundantes, como a Universidade de Innsbruck descritos em seus relatórios. Isto permite a emissão de luz modulada, o que pode ser vantajoso para diversas aplicações.

Resumo e perspectivas

Mas o uso do manganês como fósforo não é o único foco de pesquisa. A substância Zn[B2(SO4)4] foi descoberta pela primeira vez em 2019, que pode ser processada como uma “solução sólida” em combinação com cloreto de manganês. Estas novas abordagens mostram que o manganês não só serve como um recurso inicial alternativo e rentável para LEDs, mas também impulsiona o desenvolvimento de materiais inovadores. No entanto, para criar LEDs altamente eficientes, são necessárias mais pesquisas para determinar as propriedades exatas dos fósforos ativados por manganês.

Globalmente, a investigação sobre o manganês poderá revolucionar a tecnologia LED e reduzir a dependência de matérias-primas caras e prejudiciais ao ambiente. Os investigadores enfrentam, portanto, o desafio de optimizar ainda mais os resultados e tornar os subsistemas numa forma comercializável.