Volkmar Dierolf y un equipo internacional demuestran la posibilidad de ajustar el color de un LED de GaN cambiando la secuencia de tiempo en la que se proporciona la corriente de funcionamiento al dispositivo.

Una nueva técnica, el resultado de una colaboración internacional de científicos de la Universidad de Lehigh, Universidad de West Chester, La Universidad de Osaka y la Universidad de Amsterdam:podrían allanar el camino para la integración monolítica para un ajuste de color simple de una bombilla, según Volkmar Dierolf, Profesor distinguido y presidente del Departamento de Física de Lehigh, que trabajó en el proyecto.

"Este trabajo podría hacer posible sintonizar entre el blanco brillante y los colores cálidos más cómodos en los LED comerciales, "dice Dierolf.

El equipo demostró la posibilidad de ajustar el color de los LED de GaN basados ​​en nitruro de galio (GaN) simplemente cambiando la secuencia de tiempo en la que se proporciona la corriente de funcionamiento al dispositivo. Los diodos emisores de luz o LED son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando pasa una corriente eléctrica a través de ellos. Notablemente, la técnica es compatible con los LED actuales que son el núcleo de la iluminación LED de estado sólido comercial.

El trabajo se describe en un artículo publicado en línea en Fotónica ACS denominado "Ajuste de color en LED de GaN basado en la manipulación de emisiones atómicas bajo inyección de corriente". El autor principal, Brandon Mitchell, es un ex estudiante de posgrado en el laboratorio de Dierolf y ahora es profesor asistente en el Departamento de Física e Ingeniería de la Universidad de West Chester en Pensilvania.

En las pantallas LED activas de hoy, Los diferentes colores se producen mediante tres o cuatro LED individuales que se colocan uno cerca del otro y crean los diferentes colores fundamentales necesarios para producir el espectro de color completo.

"Demostramos que esto se puede lograr con un solo LED, "dice Dierolf." Demostramos que es posible alcanzar el rojo, Emisiones verdes y azules que se originan a partir de una sola estructura de LED de GaN que utiliza dopaje con un solo tipo de ion de tierras raras, Europio (UE). Usando ingeniería intencional de co-dopaje y transferencia de energía, mostramos que los tres colores primarios pueden emitirse debido a la emisión que se origina en dos estados excitados diferentes del mismo Eu ₃ ⁺ ion (~ 620 nm y ~ 545 nm) mezclado con la emisión del borde de la banda cercana de GaN centrada en ~ 430 nm. Las relaciones de intensidad de estas transiciones se pueden controlar eligiendo las condiciones de inyección de corriente, como la densidad de la corriente de inyección y el ciclo de trabajo bajo inyección de corriente pulsada ".

En otras palabras, el equipo logró la sintonización del color en un solo LED basado en GaN mediante la manipulación de las propiedades de emisión de un dopante de tipo atómico.

Mitchell señaló que "la idea principal de este trabajo, la explotación activa simultánea de múltiples estados excitados del mismo dopante, no se limita al sistema GaN:Eu, pero es más general. Los resultados presentados podrían abrir un campo completamente nuevo de emisión sintonizable de colores de un solo dopante en semiconductores, que se puede alcanzar mediante un simple ajuste de la corriente de inyección ".

Según Dierolf, esta investigación puede beneficiar a aquellos que buscan una luz blanca "más cálida" más cómoda de los LED.

"Podría allanar el camino para la integración monolítica para un ajuste de color simple de una bombilla, "añade Dierolf." También sería beneficioso para las pantallas micro-LED, ya que permite una mayor densidad de píxeles ".

Los materiales utilizados en investigaciones anteriores sobre LED sintonizables de color no permitían una fácil integración con la tecnología LED actual. él añade. Este trabajo es compatible con los LED actuales basados ​​en GaN que son el núcleo de la iluminación LED de estado sólido comercial.