Um estudo desenvolvido na Escola de Ciências da Universidade do Minho (UMinho) integra atualmente o top 1% dos artigos mais citados a nível mundial na área da Física, segundo a base de dados Web of Science. O trabalho contribui para corrigir erros comuns na medição da energia em materiais semicondutores, tendo possíveis aplicações em sensores, painéis solares, materiais fotocatalíticos, antipoluição e eletrónica.
O artigo, intitulado “Use and misuse of the Kubelka-Munk function to obtain the band gap energy from diffuse reflectance measurements”, foi publicado em 2022 na revista “Solid State Communications” e já ultrapassa as 550 citações. O primeiro autor é Salmon Landi Júnior, que desenvolveu o trabalho no âmbito do doutoramento em Física na UMinho e é professor no Instituto Federal Goiano (Brasil). A equipa inclui ainda Joaquim Carneiro (orientador do doutoramento), Mikhail Vasilevskiy e Carlos José Tavares, todos do Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto, bem como Elisabete Freitas (Escola de Engenharia da UMinho) e Iran Rocha Segundo (Instituto Superior Técnico).
O reconhecimento deste artigo “representa uma validação clara da sua qualidade e impacto na comunidade científica internacional”, refere Joaquim Carneiro. “É motivo de orgulho pelos resultados alcançados e, sobretudo, pelo seu contributo metodológico e conceptual, que ajuda a clarificar conceitos e a corrigir práticas incorretas na literatura científica”, frisa Mikhail Vasilevskiy. “Este tipo de avanço, embora menos visível, é essencial para garantir um progresso científico sólido”, acrescenta o professor catedrático da ECUM.
Em concreto, o estudo analisa criticamente o uso do modelo de Kubelka-Munk na determinação da energia da banda proibida (o hiato ótico) em materiais semicondutores, demonstrando que a sua aplicação incorreta ou simplificada pode gerar resultados inconsistentes, sobretudo em situações de forte absorção, como nas transições eletrónicas interbandas. “Imaginemos que alguém tenta medir uma propriedade de um objeto de forma indireta: se aplicar um modelo matemático de forma inadequada, as conclusões podem estar erradas”, referem os investigadores, sublinhando que este problema é frequente na literatura.
A determinação precisa do hiato ótico é essencial para tecnologias como painéis solares, LEDs e dispositivos eletrónicos, influenciando a eficiência energética e o desempenho dos materiais. Para responder às limitações identificadas, a investigação propõe uma abordagem matemática mais rigorosa, como a extração direta do hiato ótico a partir do modelo de Kubelka-Munk e a desvalorização de fatores experimentais como a espessura da amostra e o espalhamento da luz.
A base bibliométrica Web of Science registou 2.5 milhões de artigos científicos indexados em 2024, sendo cerca de 250 mil da Física (10% do total), incluindo ramos como ótica, partículas, matéria condensada, fotónica, materiais e energia. Esta é uma das áreas em que mais se publica no mundo.
