Esta representación gráfica muestra las capas del LED 2-D y cómo emite luz. Crédito:U de Washington
(Phys.org) —La mayoría de la electrónica moderna, desde televisores de pantalla plana y teléfonos inteligentes hasta tecnologías portátiles y monitores de computadora, utilizar diminutos diodos emisores de luz, o LED. Estos LED se basan en semiconductores que emiten luz con el movimiento de los electrones. A medida que los dispositivos se vuelven más pequeños y rápidos, hay más demanda de semiconductores que son más pequeños, más fuerte y más eficiente energéticamente.
Los científicos de la Universidad de Washington han construido el LED más delgado conocido que se puede utilizar como fuente de energía luminosa en la electrónica. El LED se basa en dos dimensiones, semiconductores flexibles, lo que permite apilar o utilizar en aplicaciones mucho más pequeñas y diversas de lo que permite la tecnología actual.
"Somos capaces de fabricar los LED más delgados posibles, sólo tres átomos de espesor pero mecánicamente fuertes. Estos LED delgados y plegables son fundamentales para futuros dispositivos electrónicos portátiles e integrados, "dijo Xiaodong Xu, profesor asistente de la UW en ciencia e ingeniería de materiales y en física.
Xu junto con Jason Ross, un estudiante graduado de ingeniería y ciencia de materiales de la UW, fue coautor de un artículo sobre esta tecnología que apareció en línea el 9 de marzo en Nanotecnología de la naturaleza .
La mayoría de los productos electrónicos de consumo utilizan LED tridimensionales, pero estos son de 10 a 20 veces más gruesos que los LED que está desarrollando la UW.
"Estos son 10, 000 veces más pequeño que el grosor de un cabello humano, sin embargo, la luz que emiten se puede ver con un equipo de medición estándar, ", Dijo Ross." Este es un gran salto de miniaturización de la tecnología, y porque es un semiconductor, puede hacer casi todo lo que sea posible con la existencia, tecnologías de silicio tridimensionales, "Dijo Ross.
El LED de la UW está hecho de láminas planas del semiconductor molecular conocido como diselenuro de tungsteno, miembro de un grupo de materiales bidimensionales que se han identificado recientemente como los semiconductores más delgados conocidos. Los investigadores utilizan cinta adhesiva regular para extraer una sola hoja de este material de gruesos, piezas en capas en un método inspirado en el Premio Nobel de Física 2010 otorgado a la Universidad de Manchester por aislar escamas de carbono de un átomo de espesor, llamado grafeno, de un trozo de grafito.
Además de las aplicaciones emisoras de luz, esta tecnología podría abrir puertas para el uso de la luz como interconexiones para ejecutar chips de computadora a nanoescala en lugar de dispositivos estándar que operan con el movimiento de electrones, o electricidad. Este último proceso genera mucho calor y desperdicia energía, mientras que enviar luz a través de un chip para lograr el mismo propósito sería altamente eficiente.
Esta es una vista de cerca de una sola capa de átomos del material semiconductor, diselenuro de tungsteno, sobre óxido de silicio. La capacidad de ver el contraste de una sola capa de átomos con el fondo muestra la fuerza con la que estos materiales interactúan con la luz. Crédito:U de Washington
"Una solución prometedora es reemplazar la interconexión eléctrica por ópticas, que mantendrá el ancho de banda alto pero consumirá menos energía, ", Dijo Xu." Nuestro trabajo hace posible fabricar dispositivos altamente integrados y energéticamente eficientes en áreas como iluminación, comunicación óptica y nano láseres ".
El equipo de investigación está trabajando en formas más eficientes de crear estos LED delgados y observando qué sucede cuando los materiales bidimensionales se apilan de diferentes maneras. Adicionalmente, Se ha demostrado que estos materiales reaccionan con la luz polarizada de nuevas formas que ningún otro material puede hacerlo. y los investigadores también continuarán buscando esas aplicaciones.
