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LED de nanocables
Los investigadores de IBM Research en Yorktown Heights, Nueva York, han demostrado una nueva forma de convertir la electricidad en luz en dispositivos emisores de luz (LED) basados en nanocables. Los LED de nanocables podrían eventualmente usarse para telecomunicaciones y para comunicaciones más rápidas entre dispositivos en microchips. El enfoque también podría allanar el camino para un nuevo tipo de pantalla brillante y eficiente.
LED microscópico: Un nanoalambre de nitruro de indio delgado se extiende por dos electrodos. Cuando se aplica una corriente, emite luz infrarroja.
Los investigadores construyeron un LED que se asemeja a un transistor que consiste en un nanoalambre de nitruro de indio estirado entre dos electrodos sobre un sustrato de silicio. El nanoalambre tiene aproximadamente 100 nanómetros de ancho y se extiende a una distancia de menos de 10 micrómetros. Cuando los investigadores aplican una corriente al nanoalambre, éste emite luz. Si bien los nanocables que emiten luz se han fabricado antes, los nuevos dispositivos se basan en diferentes mecanismos físicos que son más simples; como resultado, el LED de nanocables podría ser más eficiente y tener un rendimiento mejorado. Además, el dispositivo logra emitir luz infrarroja, lo que ha sido particularmente difícil de hacer para los nanocables, dice Phaedon Avouris , uno de los investigadores de IBM.
Normalmente, la luz en los LED se produce inyectando electrones y sus homólogos positivos, los agujeros, en un material activo, donde se combinan y emiten luz. Con los nuevos dispositivos, los investigadores solo tienen que inyectar electrones; estos hacen que los electrones y los agujeros se formen localmente, dentro de los nanocables. El mecanismo podría ser más eficiente porque se puede usar un solo electrón para generar más de un par electrón-hueco. Además, los investigadores han demostrado que los nanocables pueden producir una emisión de luz más intensa que otros LED.
El pequeño tamaño de los nanocables y la compatibilidad con el silicio los hacen atractivos para la integración en chips, dice Eugene Fitzgerald , profesor de ciencia e ingeniería de materiales en el MIT. Los nanocables también emiten luz infrarroja, lo que los hace ideales para las telecomunicaciones de fibra óptica y para las comunicaciones ópticas entre dispositivos en microchips que podrían ayudar a acelerar drásticamente las computadoras.
Los LED de nanocables amplían la gama de colores que se pueden emitir a partir de materiales a base de nitruro, dice Fitzgerald. Los materiales de nitruro son la base de los láseres azules en los reproductores de DVD de alta definición, dice, y también han sido útiles para emitir luz verde. Si los nanocables se pueden sintonizar para emitir luz roja, como parece probable, entonces los LED rojos, verdes y azules podrían crearse con variaciones del mismo material, lo que hace que sea práctico fabricarlos todos en el mismo sustrato. Eventualmente, puede ser posible colocar dichos LED en los píxeles de pantallas a todo color que sean más brillantes, más eficientes y de mejor apariencia que las pantallas LCD de panel plano actuales, dice Fitzgerald.
Los cables no solo emitían luz infrarroja, sino que también mostraban una habilidad peculiar para emitir luz más intensa a medida que aumentaban las temperaturas; normalmente, a altas temperaturas, la emisión de luz se atenúa o se detiene. Esto podría conducir a LED que puedan soportar altas temperaturas, una propiedad que podría ser útil para ciertas aplicaciones militares, dice Avouris.
Los nuevos mecanismos físicos que subyacen a la capacidad de los nanocables de nitruro de indio para emitir luz podrían tener implicaciones más amplias para la investigación de los nanocables. Si el mecanismo utilizado aquí funciona en otros materiales, podría expandir la cantidad de materiales que podrían usarse para crear LED, dice Fitzgerald. Eso podría hacer que los LED sean más baratos y brindar a los investigadores una mayor versatilidad a la hora de crear dispositivos con un rendimiento mejorado.