Las pantallas de diodos emisores de luz (LED) "flexibles" y las células solares fabricadas con micro varillas semiconductoras de compuestos inorgánicos se están acercando un paso más a la realidad. gracias al grafeno y al trabajo de un equipo de investigadores en Corea.

En la actualidad, La mayoría de los dispositivos electrónicos y optoelectrónicos flexibles se fabrican con materiales orgánicos. Pero los semiconductores de compuestos inorgánicos como el nitruro de galio (GaN) pueden proporcionar muchas ventajas sobre los materiales orgánicos para su uso en estos dispositivos, incluida la óptica superior, propiedades eléctricas y mecánicas.

Un obstáculo importante que hasta ahora ha impedido el uso de semiconductores compuestos inorgánicos en este tipo de aplicaciones fue la dificultad de cultivarlos en sustratos flexibles.

En el diario Materiales APL , de AIP Publishing, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Seúl (SNU) dirigido por el profesor Gyu-Chul Yi describe su trabajo de cultivo de micro varillas de GaN en grafeno para crear LED transferibles y permitir la fabricación de dispositivos flexibles y estirables.

"Las microestructuras y nanoestructuras de GaN están atrayendo la atención de la comunidad investigadora como dispositivos emisores de luz debido a su emisión de luz de color variable y propiedades de integración de alta densidad, "explicó Yi." Cuando se combina con sustratos de grafeno, estas microestructuras también muestran una excelente tolerancia a la deformación mecánica ".

¿Por qué elegir el grafeno para sustratos? Las películas de grafeno ultradelgadas consisten en capas débilmente unidas de átomos de carbono dispuestos hexagonalmente que se mantienen unidos por fuertes enlaces covalentes. Esto convierte al grafeno en un sustrato ideal "porque proporciona la flexibilidad deseada con una excelente resistencia mecánica, y también es química y físicamente estable a temperaturas superiores a 1, 000 ° C, "dijo Yi.

Es importante tener en cuenta que para el crecimiento de microvarillas de GaN, la superficie muy estable e inactiva del grafeno ofrece una pequeña cantidad de sitios de nucleación para el crecimiento de GaN, que mejoraría el crecimiento de islas tridimensionales de micro-varillas de GaN en grafeno.

Para crear los LED de microestructura de GaN reales en los sustratos de grafeno, El equipo utiliza un proceso de deposición de vapor químico orgánico metálico sin catalizador (MOCVD) que desarrollaron en 2002.

"Entre los criterios clave de la técnica, es necesario mantener una alta cristalinidad, control sobre el dopaje, formación de heteroestructuras y estructuras cuánticas, y crecimiento alineado verticalmente sobre sustratos subyacentes, "Yi dice.

Cuando el equipo puso a prueba la capacidad de flexión y la fiabilidad de los LED de micro varillas de GaN fabricados con grafeno, descubrieron que "los LED flexibles resultantes mostraban electroluminiscencia (EL) intensa y eran fiables; no había una degradación significativa en el rendimiento óptico después de 1, 000 ciclos de plegado, "señaló Kunook Chung, autor principal del artículo y estudiante de posgrado en el Departamento de Física de SNU.

Esto representa un gran avance para los dispositivos electrónicos y optoelectrónicos de próxima generación, lo que permite el uso de procesos de fabricación a gran escala y de bajo costo.

"Aprovechando las películas de grafeno de mayor tamaño, Las heteroestructuras híbridas se pueden utilizar para fabricar diversos dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, como pantallas LED flexibles y portátiles para uso comercial. "dijo Yi.