Brasileiro ajuda a criar LED 40 vezes mais eficiente

Com informações da Agência Fapesp - 11/12/2013

"Foi possível obter LEDs até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 2%."[Imagem: Wan Ki Bae et al./NatComm]

 

Efeito Auger

Um pesquisador brasileiro ajudou a desvendar um mistério cuja solução poderá resultar em um tipo de LED 10 vezes mais eficiente.

Os pontos quânticos - partículas nanométricas semicondutoras - são ótimos materiais para a fabricação de LEDs, produzindo um brilho intenso e emitindo luz em uma faixa bem estreita de comprimentos de onda, ou seja, de uma cor muito pura.

No entanto, sua utilização esbarra na baixa eficiência elétrica, da ordem de apenas 0,1% a 0,2%.

Essa ineficiência decorre de um fenômeno quântico denominado "efeito Auger", uma homenagem a um de seus descobridores, o físico francês Pierre Victor Auger (1899-1993).

No átomo, quando um elétron próximo do núcleo é removido, deixando uma vaga na camada eletrônica que ocupava, outro elétron, mais distante (portanto, dotado de um nível maior de energia cinética), vem preencher o seu lugar.

O efeito esperado é que a energia excedente desse segundo elétron seja liberada para o meio com a emissão de um fóton (a partícula associada à interação eletromagnética).

Porém, pode ocorrer que a energia seja transmitida a um terceiro elétron, que, excitado, supera a atração eletromagnética do núcleo, sendo ejetado pelo átomo. Foi esse outro desfecho possível que recebeu o nome de "efeito Auger".

• Cientistas fazem milagre da multiplicação dos elétrons
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Recombinação Auger

Um fenômeno análogo - neste caso denominado "recombinação Auger" - pode ocorrer em um material semicondutor, quando, ao ocupar uma lacuna na rede atômica, em vez de liberar um fóton, o elétron transmite sua energia a outro elétron, que é ejetado pela rede.

Transformando energia elétrica em energia cinética, em vez de energia luminosa, a "recombinação Auger" faz com que a eficiência dos LEDs seja extremamente baixa.

O que foi descoberto agora pela equipe da qual participou o físico brasileiro Lázaro Padilha, da Unicamp, é que é possível controlar a influência da recombinação Auger.

"Produzimos novos materiais que possibilitaram minimizar o efeito Auger. Com eles, foi possível obter LEDs até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 2%", disse Padilha.

"Mais do que isso: conseguimos limitar o processo de ionização do material. Essa ionização, que decorre da injeção de elétrons, acentua o efeito Auger. Quanto mais carga injetada, maior o efeito Auger. Criando uma barreira para controlar a injeção, chegamos a uma eficiência da ordem de 8%. Ou seja, aumentamos a eficiência em até 40 vezes, de 0,1% a 0,2% para 8%", acrescentou o pesquisador.

Os resultados apontam para a possibilidade real de telas de resolução muito superior à atual, embora os pesquisadores tenham trabalhado com seleneto de cádmio (CdSe), um material que enfrenta problemas para chegar à escala industrial por ser altamente tóxico.

Bibliografia:
Controlling the influence of Auger recombination on the performance of quantum-dot light-emitting diodes
Wan Ki Bae, Young-Shin Park, Jaehoon Lim, Donggu Lee, Lazaro A. Padilha, Hunter McDaniel, Istvan Robel, Changhee Lee, Jeffrey M. Pietryga, Victor I. Klimov
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2661
DOI: 10.1038/ncomms3661

Samsung lança primeiro SSD mSATA com 1 TB

Por Roberto Hammerschmidt em 9 de Dezembro de 2013

Dispositivo é extremamente pequeno e poderá ser usado em ultrabooks e outros dispositivos finos

(Fonte da imagem: Divulgação/Samsung)

 

A Samsung anunciou na manhã desta segunda (9) o lançamento do primeiro SSD mSATA de 1 TB. O pequeno componente poderá ser usado em ultrabooks e quaisquer outros dispositivos finos que fazem uso de um drive mini-Serial ATA para armazenar a memória do aparelho.

O problema das unidades mSATA é que elas, atualmente, não possuem tanta capacidade de armazenamento. Ou melhor, não possuíam. O Samsung 840 EVO SSD é a primeira unidade do gênero a contar com 1 TB de armazenamento e cabe perfeitamente em uma unidade padrão mSATA de 1,8 polegada.

(Fonte da imagem: Divulgação/Samsung)

 

Muito espaço em um pequeno dispositivo

A unidade de memória poderá ler a uma velocidade de 540 MB/s e gravar a 520 MB/s. Se você acha que a quantidade é muito grande (ou o valor muito alto), poderá optar pelas outras opções, de 120, 250 e 500 GB.

A Samsung não divulgou os preços (que devem ser bem salgados) e nem mesmo a data do lançamento e quais países receberão o produto. Há apenas uma menção de que a nova linha de SSDs deverá estar disponível no final do mês.

Fonte: Gizmodo, Engadget

Leitor colaborador: Wagner Padilha De Brito, Ruben Domingues

Dispositivo de transmissão Google Chromecast [Análise de Produto] Tecmundo

Novo paradigma para construção de células solares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/12/2013

Estrutura atômica do cristal de perovskita, que apresenta efeito fotoelétrico maciço para a luz visível.[Imagem: Felice Macera/University of Pennsylvania]

 

Efeito fotoelétrico maciço

Você sabia que existe um material que possui um efeito fotovoltaico muito superior ao apresentado pelos semicondutores usados atualmente na construção das células solares?

E não apenas um material, mas uma classe de materiais, uma classe de materiais que apresenta uma propriedade chamada efeito fotovoltaico maciço, ou em bruto.

As células solares atuais são feitas com materiais que apresentam o efeito fotoelétrico na interface entre dois materiais - essa interface é conhecida como junção p-n porque ela é formada por um material com excesso de cargas positivas e outro com excesso de cargas negativas.

Já no efeito fotovoltaico maciço, o fenômeno ocorre em toda a estrutura do material, e não apenas na sua borda ou na interface com outro tipo de material.

É claro que isso abre a possibilidade de construir células solares muito mais eficientes e muito mais compactas.

Ocorre que, até agora, só se conhecia materiais com efeito fotovoltaico em bruto sensíveis à luz ultravioleta, quando a maior parte da energia do Sol está na faixa visível e infravermelha do espectro.

 

Perovskitas

Agora, Ilya Grinberg e seus colegas das universidades da Pensilvânia e Drexel, ambas nos Estados Unidos, descobriram não o material ideal, mas um composto que mescla os efeitos fotoelétricos em bruto e na interface.

E o efeito fotoelétrico maciço ocorre justamente na porção visível do espectro eletromagnético.

A solução foi encontrada nas perovskitas, que vêm fazendo sucesso no campo das células solares nos últimos anos:

• Células solares de perovskita vieram para ficar

A equipe conseguiu sintetizar um cristal de perovskita que possui o arranjo atômico necessário para preservar as condições nas quais os dois efeitos fotovoltaicos se manifestam.

O material é uma cerâmica complexa, resultado da combinação de niobato de potássio e niobato de níquel-bário.

Os pesquisadores esperam que a perovskita permita romper com o chamado "limite de Shockley-Queisser", que impede o aumento da eficiência das células solares porque uma parte da energia dos fótons é perdida quando os elétrons têm que esperar sua vez para saltar de um material para outro na interface p-n.

Além de tirar proveito do efeito fotovoltaico maciço, torna-se possível também empilhar várias células solares, uma sensível a cada faixa de comprimento de ondas - isso pode ser obtido mudando a dosagem de cada um dos niobatos usados.

"Esta família de materiais é ainda mais notável porque ela é composta por elementos de baixo custo, não-tóxicos e abundantes na Terra, ao contrário dos compostos semicondutores utilizados atualmente na tecnologia de células solares de película fina," comentou o professor Jonathan Spanier, um dos coordenadores do grupo.

 

Bibliografia:
Perovskite oxides for visible-light-absorbing ferroelectric and photovoltaic materials
Ilya Grinberg, D. Vincent West, Maria Torres, Gaoyang Gou, David M. Stein, Liyan Wu, Guannan Chen, Eric M. Gallo, Andrew R. Akbashev, Peter K. Davies, Jonathan E. Spanier, Andrew M. Rappe
Nature
Vol.: 503, 509-512
DOI: 10.1038/nature12622

Navio vertical pretende explorar o oceano de cima a baixo

Por Bruno Calzavara em 3.12.2013 as 13:14

Um navio de pesquisa marinha vertical, chamado de SeaOrbiter, tem sido o sonho do arquiteto francês Jacques Rougerie por 12 anos. Agora, um crowdfunding recentemente lançado através do site KissKissBankBank visa ajudar a tornar o navio de 57 metros de altura uma realidade.

A embarcação é projetada para ficar à deriva, sendo movida pelas correntes oceânicas, e será totalmente sustentável, funcionando com energia solar, eólica e das ondas. Um projeto paralelo em conjunto com o conglomerado europeu de sistemas espaciais de defesa (EADS) está trabalhando para desenvolver um biocombustível para o navio.

• 10 grandes mistérios subaquáticos

50% do barco coletivamente financiado vai passar pela água submersa, dando aos seus passageiros uma oportunidade constante para observar a vida abaixo da superfície.

O SeaOrbiter tem espaço para abrigar 18 biólogos marinhos, oceanógrafos, meteorologistas e outros cientistas, que irão viver e trabalhar a bordo por meses ou talvez anos. Sua forma vertical lhe dá a vantagem única de ser capaz de estudar a vida nos oceanos a partir do topo do navio, onde os pássaros voam, indo até o fundo do oceano, que será explorado por submarinos.

Entre o céu e o fundo do mar, os exploradores serão capazes de investigar o oceano 50 metros abaixo da superfície. Mergulhadores conseguirão chegar a 100 metros. Além disso, os pesquisadores irão utilizar navios submarinos equipados com câmeras e outros sensores.

• 10 histórias assustadoras de navios fantasmas

Rougerie e seus parceiros, incluindo o Ifremer (Instituto Francês de Pesquisa para a Exploração do Mar), a NASA e a emissora National Geographic, querem explorar todos os oceanos e grandes mares.

O site de financiamento coletivo está esperando levantar US$ 436 mil, apenas uma fração do custo esperado de US$ 43 milhões (cerca de R$ 100 milhões) do projeto. O dinheiro irá para a construção dos 18 metros da parte superior do navio, chamada The Eye. [Discovery News]