TV de Pontos Quânticos: A Física na Tela da sua Casa
Foto: Luminescência de solução aquosa de pontos quânticos
Sabe tudo aquilo de LED’s que foi falado sobre televisões e telas de câmera digital? Pois então, o assunto que a gente traz aqui hoje é uma continuação de tudo que os semicondutores, subprodutos da física quântica, podem nos proporcionar. E o mais incrível é que eles já nos proporcionam muita coisa e não sabemos! Uma delas são as televisões de pontos quânticos, tecnologia de ponta no assunto de mídias.
Atualmente, as televisões mais modernas que se encontram nas casas dos brasileiros são compostas por telas LCD ou LED, em casos mais raros há as famosas com tecnologia OLED, a qual tem por propaganda a sua grande capacidade de exibição de cores nítidas. Porém, nem tudo é perfeito. As mais comuns, não são tão resolutas; as mais tecnológicas, apresentam problema biológico: OLEDS são materiais orgânicos e se degradam com facilidade em contato com o ambiente externo, como temperaturas variadas ou poeira. Para tanto, algumas empresas como Sony e Samsung estão investindo em uma nova tecnologia, conhecida como quantum dots (pontos quânticos).
Essa recente ferramenta consiste em utilizar cristais de tamanhos realmente pequenos, em torno de 2 a 7 nanômetros (espessura 10 mil vezes menor que um fio de cabelo), os quais conseguem gerar a relação quântica que dá nome ao produto: quando o cristal está nessa faixa de tamanho, é considerado um quantum dot por apresentar propriedades quânticas; dentre elas, podemos citar a formação de poços de potencial, uma grande área de estudo dentro da física quântica que se baseia em uma distribuição de níveis de energia potencial que uma partícula (comumente um elétron) pode alcançar caso esteja confinada. Os cristais menores ficam na faixa do azul e os maiores, na do vermelho.
Esses nanocristais são formados por semicondutores, geralmente o composto chamado seleneto de cádmio, no qual ocorre o previamente citado poço de energia onde elétrons são confinados a espaços minúsculos. Quanto maior a energia de acordo com o aumento do tamanho do cristal, maior o seu band gap (diferença entre a banda de condução e valência de um semicondutor) e sua cor muda, por consequência. A energia do gap é calculada pela seguinte equação:
Na qual é a energia do gap, h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz e é o comprimento de onda do feixe de luz emitido.
Entretanto, a tecnologia em si não abandona o que existe atualmente, ela necessita de uma fonte de LED para seu efeito. Sua aplicação é diretamente na tela das televisões, para gerar a camada branca necessária para a produção de todas as cores das imagens.
Se a cor branca não for realmente pura, não tem como obter pureza nas suas ramificações de cores. E aí que os quantum dots se destacam. A cor branca produzida é gerada da emissão de um painel de LED puro azul em pontos quânticos com cores do espectro RGB (sigla, do inglês, para o conjunto de cores red, green e blue; ou seja, vermelho, verde e azul), e essa mistura gera o tão esperado nível de pureza do branco (sem reação química alguma, apenas com os cristais de pontos quânticos), para, posteriormente, produzir melhor as cores das imagens a serem exibidas. As cores e seus respectivos tamanhos de nanocristais são mostrados na figura a seguir:
“Mas e o que faz as cores dessa televisão serem tão especiais?”
É que as cores na tela se tornam tão puras por causa da forma como o nanocristal é construído, procurando apenas comprimento de onda de sua cor de origem para ser refletido. Por isso não só o azul originário do painel de LED é puro, mas como todas as outras cores também. E a capacidade de gerar luz de alta intensidade na interação entre o painel de LED azul e os nanocristais ainda aumenta o brilho que as telas podem suportar, gerando o efeito tão acima da tecnologia que têm-se em casa.
Entretanto, o que há de concreto desenvolvido nessa área é ínfimo perto de tudo que pode ser feito com o que é descoberto diariamente pelos estudiosos da área de física quântica. As televisões de pontos quânticos já foram bastante aperfeiçoadas e há produtos para venda, por preços não tão absurdos, que podem valer a pena por sua experiência. E então, já pensou em ter uma tela dessas em casa?!
A física quântica está revolucionando o universo tecnológico e tudo isso já chegou nas residências das pessoas, fazendo muita diferença na qualidade dos serviços oferecidos pelo mercado e otimizando o tempo de todos os usuários adeptos a essas novas tecnologias. Isso se dá principalmente quando se trata de transporte de dados.
Fonte: ENFITEC – UFRGS
