Luminóforos emissores vermelhos baseados em BaY2O4:Eu(III),Ce(III) para aplicação em WLEDs

Resumo

Materiais contendo íons terras raras vêm ganhando cada vez mais destaque nos últimos anos devido a suas propriedades fotoluminescentes, podendo ser aplicados em diferentes sistemas, por exemplo, em diodos emissores de luz branca (WLEDs). WLEDs são considerados a principal fonte de luz branca disponível atualmente no mercado de iluminação global, devido a vantagens tais como temperaturas menores de funcionamento em comparação à lâmpadas fluorescentes e incandescentes, elevada eficácia luminosa, alta reprodutibilidade de cor, entre outras. Entretanto, algumas limitações quanto à qualidade de cor de emissão em WLEDs devem ainda ser superadas, já que os principais dispositivos disponíveis comercialmente apresentam uma tonalidade de cor azulada, com impacto negativo na regulação do ritmo circadiano Humano. Desta forma, este projeto tem como proposta principal fabricar um protótipo de WLED com temperatura de cor correlata (CCT) e índice de renderização de cor (CRI) melhorados comparado aos WLEDs disponíveis comercialmente. A fabricação deste protótipo será feita desenvolvendo um PC-LED (do inglês phosphor-converted LED), ou seja, recobrindo um LED comercial emissor na região espectral do UV próximo (LED UV) com uma mistura de luminóforos emissores de luz azul, verde e vermelha. Luminóforos emissores de luz azul ou verde já são bem conhecidos na literatura, como exemplo, BaMgAl10O17:Eu2+ e (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+ respectivamente. Entretanto, o maior desafio atualmente no campo de iluminação no estado sólido (SSL) é fabricar luminóforos emissores de luz vermelha que combinem excitação na região espectral do UV próximo e emissão fina com alto rendimento quântico na região espectral do vermelho. Para superar esta dificuldade, neste projeto será estudado um novo sistema baseado em BaY2O4:Eu3+,Ce3+ sintetizado pelo método Pechini, a fim de aproveitar a absorção do Ce3+ na região espectral do UV próximo, a eficiente transferência de energia do Ce3+ para o Eu3+ e a emissão intensa e com alta pureza de cor do Eu3+ na região espectral do vermelho. Finalmente, após a síntese, ajuste da concentração dos dopantes e caracterização do luminóforo, o mesmo será utilizado para fabricar filmes baseados em polimetil-metacrilato (PMMA) combinados com luminóforos comerciais emissores de luz azul e verde, a fim de utilizar estes filmes para recobrir os LEDs UV, fabricando protótipos de WLEDs.