domingo, 5 de mayo de 2013

CdSSe = Láser de dos colores.

Un nuevo compuesto semiconductor, capaz de emitir dos colores distintos, ha sido creado por un grupo de investigadores en los Estados Unidos., abriendo potencialmente la posibilidad de dar forma y construir diodos emisores de luz (LED) dedicados a la iluminación, más baratos y eficientes. El dispositivo de prueba de concepto, que se ha presentado el pasado viernes 03 de mayo en la revista Semiconductor Science and Technology de IOP Publishing, el CdSSe, aprovecha lo último en materiales y procesos de nano-escala para emitir luz verde y roja separadas por una longitud de onda de sólo 97 nanómetros. Esto es, un ancho de banda significativamente más grande que el que se puede lograr con un semiconductor tradicional, de los empleados en la actualidad. La investigación demuestra resultados experimentales con una emisión simultánea en dos colores visibles: en 526 y 623 nanómetros a partir de una sola nano-hoja de hetero-estructura CdSSe, a temperatura ambiente.


Además, el dispositivo es mucho más eficiente que los LED tradicionales y los colores que pueden lograrse se emiten con una energía equivalente a  una emisión láser. Es decir, irradian en una línea espectral estrecha, muy fuerte y específica, de un ancho equivalente a una fracción de un nanómetro, muy lejos de los LED tradicionales que emiten colores en un ancho de banda muy amplio respecto al CdSSe. Sobre este particular, vale aclarar que los LEDs tradicionales de cualquier color emiten con un “ancho de banda” que cubre un rango de algunas decenas de nanómetros, mientras que los utilizados en la iluminación general (el reemplazo a las viejas tecnologías de iluminación) deben cubrir casi todo el espectro visible, ocupando un ancho de banda de 300 nanómetros o más. En este estudio, utilizando un sustrato de silicio, investigadores de la Universidad Estatal de Arizona, utilizaron un proceso conocido como deposición química de vapor para crear una “nano-hoja” de 41 micrómetros de longitud a partir de sulfuro de cadmio y seleniuro de cadmio en polvo.

El autor principal del estudio, el profesor Cun-Zheng Ning, expresó que mediante técnicas convencionales, los semiconductores toman forma (crecen) acumulando capa por capa, en escala atómica, utilizando el método conocido como crecimiento epitaxial de cristales. En virtud de que los diferentes cristales semiconductores suelen tener diferentes estructuras de enlaces, el crecimiento mediante el método “capa por capa” de diferentes semiconductores, dará como resultado cristales defectuosos, materiales propensos a elevado estrés, y en última instancia, cristales de propiedades muy pobres, anulando de este modo la capacidad de emisión de luz. Este es (básicamente) el motivo por el cuál los LED actuales no pueden tener diferentes semiconductores en su interior para generar colores rojo, verde y azul dentro de una misma estructura cristalina. De hecho, los LED RGB tradicionales poseen en la práctica tres cuerpos semiconductores en un mismo encapsulado.

Sin embargo, los recientes desarrollos en el campo de la nanotecnología nos presentan el beneficio de que estructuras como los nano-cables, nano-cintas y/o nano-láminas pueden crecer y tolerar desajustes estructurales mucho más grandes, por lo tanto, brindan la posibilidad de que diferentes semiconductores puedan crecer juntos, sin demasiados defectos permitiendo de este modo que los científicos tengan más herramientas para desarrollar fuentes de luz, de múltiples longitudes de onda, a partir de materiales únicos.

Fuente: IOP Publishing