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Nanotecnología
Innovador Diodo Emisor de Luz
Multicolor
1 de
Julio de 2005.
 Se
han desarrollado los primeros diodos emisores de luz multicolor (LEDs)
completamente inorgánicos, basados en puntos cuánticos coloidales
encapsulados en un semiconductor de nitruro de galio (GaN).
El trabajo, realizado por un equipo de científicos de la Universidad de
California en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, representa un nuevo
enfoque híbrido al desarrollo de la iluminación con dispositivos de
estado sólido. Este ofrece las ventajas de reducir los gastos de
operación, un menor consumo de energía y una ejecución más fiable.
El equipo informa sobre la primera demostración con éxito de la
electroluminiscencia proveniente de una arquitectura totalmente
inorgánica y basada en nanocristales, donde los nanocristales
semiconductores se incorporan en una unión p-n formada de capas de GaN
semiconductor. Los nuevos LEDs utilizan un nuevo tipo de nanoemisores
con selección de color, puntos cuánticos coloidales, y también hacen uso
de las tecnologías emergentes de manufactura de GaN.
Según Klimov, que lidera el esfuerzo de investigación sobre el
nanocristal-LED, numerosas tecnologías podrían beneficiarse de fuentes
de iluminación de estado sólido energéticamente eficientes, de colores
seleccionables. Tales tecnologías van desde los paneles instrumentales
para vehículos de automoción y aeronaves, hasta señales de tráfico y
monitores de ordenador.
Los nanocristales semiconductores, conocidos también como puntos
cuánticos, son atractivos emisores de luz a escala nanométrica, que
combinan parámetros controlables y altas eficiencias de emisión, con
flexibilidad química y fotoestabilidad excelente. El uso de
nanocristales en estas tecnologías ha sido, sin embargo, siempre
impedida por la dificultad de hacer conexiones eléctricas directas a los
nanocristales. Colocando los puntos cuánticos entre capas de inyección
de GaN, los investigadores han vencido ahora esta dificultad.
El secreto para hacer la conexión eléctrica a los puntos cuánticos es el
uso de una técnica desarrollada en Los Alamos por Mark Hoffbauer y su
equipo, que utiliza un haz de átomos neutros de nitrógeno de alta
energía para hacer crecer las capas de GaN. La técnica, conocida como
ENABLE (Litografía / Epitaxia por Haz de Átomos Neutros Energéticos),
permite la encapsulación a baja temperatura de nanocristales en GaN
semiconductor, sin que ello afecte de forma adversa a sus propiedades de
luminiscencia. Encapsulando una capa de nanocristal o dos capas de
tamaños diferentes, los investigadores han demostrado que su LED puede
emitir luz de uno o dos colores diferentes. El régimen de operación de
dos colores es un paso importante hacia la creación de dispositivos que
produzcan luz blanca.
El desarrollo de los LEDs multicolores es el resultado de una
colaboración entre dos grupos de investigación del Laboratorio: el
equipo de puntos cuánticos de Klimov y el equipo de Hoffbauer que
desarrolla tecnologías avanzadas de procesamiento a nanoescala. Otros
investigadores del laboratorio fueron esenciales para el éxito del
proyecto: Alexander Mueller, Melissa Petruska, Marc Achermann, Donald
Werder, y Elshan Akhadov. Daniel Koleske de los Laboratorios Nacionales
Sandia proporcionó los sustratos de GaN usados para las estructuras de
los LEDs.
Información adicional en:
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