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Nanotecnología
Puntos Cuánticos Para Iluminación
15
de Julio de 2003.
 La
creación de luz blanca camina por nuevos derroteros. Investigadores de
los Sandia National Laboratories han desarrollado el primer dispositivo
de estado sólido, emisor de luz blanca, que utiliza puntos cuánticos. En
el futuro, estos puntos, actuando como fósforos emisores de luz,
representarán una importante aplicación de la nanotecnología.
El trabajo del equipo liderado por Lauren Rohwer en Sandia es entender
la física de la luminiscencia a escala nanométrica, y aplicar este
conocimiento al desarrollo de fuentes de luz basadas en puntos
cuánticos. Este sistema, de bajo coste, representará una revolución en
la tecnología de la iluminación.
Los puntos cuánticos son nanopartículas con un tamaño aproximado de una
milmillonésima de metro. El método de Rohwer consiste en encapsular
estos puntos cuánticos semiconductores y adaptar sus superficies de
manera que emitan luz visible de forma eficiente cuando son excitados
por diodos LED emisores de luz en el ultravioleta cercano. Los puntos
cuánticos absorben dicha luz de forma intensa y la reemiten en el rango
visible, con un color determinado por su tamaño y química superficial.
El proyecto, iniciado hace dos años y medio, ha avanzado de forma
significativa. Ya se han creado dispositivos emisores de luz blanca y
azul utilizando puntos cuánticos encapsulados.
Los LEDs utilizados para iluminación de estado sólido normalmente emiten
desde el ultravioleta cercano a la parte azul del espectro, alrededor de
los 380 a 420 nanómetros. Los fósforos convencionales usados en la
iluminación fluorescente no son ideales para la iluminación de estado
sólido porque absorben de forma escasa en este rango de energías. Por
esa razón, los investigadores de todo el mundo han estado investigando
desde hace tiempo otros compuestos químicos más adecuados. Los puntos
cuánticos representan una importante apuesta en este sentido. Su pequeño
tamaño (son menores que la longitud de onda de la luz visible), elimina
pérdidas ópticas y otros defectos que en los fósforos convencionales,
más grandes, reducen su eficacia en un 50 por ciento.
Los nanofósforos basados en puntos cuánticos tienen ventajas sobre los
fósforos convencionales. Las propiedades ópticas de estos últimos
dependen de su composición química, mientras que las de los primeros se
ven determinadas sólo por su tamaño. Así, cambiando sus dimensiones se
obtienen cambios dramáticos en el color. Por otro lado, su tamaño tan
diminuto provoca que más del 70 por ciento de sus átomos se hallen en
posiciones de superficie, de manera que los cambios químicos en estos
puntos permiten afinar sus propiedades, y con ello la emisión de
múltiples colores.
Para que los puntos cuánticos puedan ser empleados en iluminación, deben
estar encapsulados, normalmente en epoxy o silicona, un proceso que no
debe alterar su química superficial. Los fósforos de punto cuántico son
integrados junto a un chip LED comercial que emite alrededor de los 400
nanómetros (ultravioleta cercano). El chip queda encerrado en un domo
lleno de epoxy y puntos cuánticos. Así, estos últimos absorben la luz
invisible producida por el LED y la reemiten en la región visible, en un
principio similar al utilizado en la iluminación fluorescente.
Información adicional en:
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