Un grupo de científicos de la Universidad de Singapur ha desarrollado diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) ultrafinos y eficientes a nivel energético con el fin de optimizar las tecnologías de comunicación de última generación.
El informe revela que las fuentes de luz que convierten señales eléctricas a señales ópticas son de importancia fundamental para las tecnologías de procesamiento de la información en la actualidad. Por ello, los LEDs con eficiencia energética y de alta velocidad, que pueden integrarse en un microchip y transmitir información, son uno de los elementos clave para permitir la transmisión de un alto volumen de datos.
Los semiconductores bidimensionales (2D), semiconductores en forma de gráficos y los materiales atómicamente delgados, han atraído recientemente un gran interés debido a su tamaño (sólo unos cuantos átomos de grosor), que ofrecen propiedades de emisión de luz bien definidas y pueden integrarse a un chip sin problemas.
A pesar de que en los últimos años, los investigadores han tenido éxito en la fabricación de LEDs basados en estos materiales, realizar la emisión eficiente de luz continúa siendo un reto.
Un dispositivo LED eficiente puede convertir la mayor parte de la entrada de energía eléctrica en emisión de luz, es decir, con pérdidas mínimas debido a la conversión en otras formas de energía como el calor. Asimismo, el informe revela que estudios previos sobre LEDs basados en semiconductores 2D han revelado que se necesita una gran cantidad de corriente eléctrica para activar la emisión de luz. Esto significa que una parte sustancial de la energía eléctrica de entrada se pierde en forma de calor en lugar de generar luz.
El equipo descubrió que prevenir la fuga de corriente eléctrica de la capa emisiva a los electrodos metálicos reduce significativamente esta pérdida de energía. Los investigadores demostraron que una capa aislante de unos pocos nanómetros suprime significativamente la pérdida de energía eléctrica de entrada sin introducir una resistencia eléctrica excesiva.
Goki Eda, profesor de Química y Física de la Universidad de Singapur, y miembro del proyecto, aseguró:
Nuestros dispositivos pueden funcionar a una corriente eléctrica extremadamente baja porque el diseño del dispositivo garantiza un mínimo desperdicio de energía eléctrica. Mediante la optimización de la calidad del material junto con el diseño del dispositivo y los métodos de fabricación, es posible obtener una emisión de luz eficiente con un control preciso a nivel de nanoescala. Esto podría tener un impacto significativo en el desarrollo de las futuras tecnologías de la información.
A través de la optimización del grosor de las capas aislantes, el equipo redujo la corriente eléctrica necesaria para activar la emisión de luz más de 10.000 veces en comparación con los LEDs de última generación basados en semiconductores 2D.
