Las imágenes de rayos X de cada nanoalambre muestran la distribución de la intensidad de dispersión y la tensión mecánica en el núcleo de nitruro de galio y la capa de nitruro de indio-galio. La cepa muestra que la cáscara encaja perfectamente con el núcleo. Crédito:Tomas Stankevic, Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague.
La última investigación del Instituto Niels Bohr muestra que los LED fabricados con nanocables utilizarán menos energía y proporcionarán mejor luz. Los investigadores estudiaron los nanocables mediante microscopía de rayos X y con este método pueden determinar exactamente cómo se debe diseñar el nanoalambre para obtener las mejores propiedades. Los resultados se publican en la revista científica, ACS Nano .
Los nanocables son muy pequeños:alrededor de 2 micrómetros de alto (1 micrómetro es una milésima de milímetro) y de 10 a 500 nanómetros de diámetro (1 nanómetro es una milésima de micrómetro). Los nanocables para LED están formados por un núcleo interior de nitruro de galio (GaN) y una capa de nitruro de indio-galio (InGaN) en el exterior, ambos son materiales semiconductores.
"La luz en un diodo de este tipo depende de la tensión mecánica que existe entre los dos materiales y la tensión depende en gran medida de cómo las dos capas están en contacto entre sí. Hemos examinado varios nanocables utilizando microscopía de rayos X y aunque los nanocables deberían ser en principio idénticos, podemos ver que son diferentes y tienen una estructura muy diferente, "explica Robert Feidenhans'l, profesor y director del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.
Sorprendentemente eficiente
Los estudios se realizaron utilizando microscopía de rayos X a nanoescala en el sincrotrón de electrones en DESY en Hamburgo. Alemania. El método suele llevar mucho tiempo y los resultados a menudo se limitan a muy pocos o incluso a un solo sujeto de estudio. Pero aquí los investigadores han logrado medir una serie de nanocables verticales todos a la vez utilizando un diseño especial de rayos X nanofocos sin destruir los nanocables en el proceso.
Se escaneó una serie de nanocables en la radiografía nanoenfocada, mientras se midieron los reflejos de los diferentes planos cristalinos de los nanocables. La ubicación de los reflejos proporciona información sobre la inclinación y las deformaciones en los nanocables Crédito:Tomas Stankevic, Instituto Niels Bohr, Universidad de Copenhague.
"Medimos 20 nanocables y cuando vimos las imágenes, nos sorprendió mucho porque se podían ver claramente los detalles de cada nanoalambre. Puede ver la estructura tanto del núcleo interno como de la capa externa. Si hay defectos en la estructura o si están ligeramente doblados, no funcionan tan bien. Para que podamos identificar exactamente qué nanocables son los mejores y tienen la estructura de núcleo / capa más eficiente, "explica Tomas Stankevic, estudiante de doctorado en el grupo de investigación 'Dispersión de rayos X y neutrones' en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.
Los nanocables son producidos por una empresa en Suecia y esta nueva información se puede utilizar para modificar la estructura de capas en los nanocables. El profesor Robert Feidenhans'l explica que existe un gran potencial en estos nanocables. Proporcionarán una luz más natural en LED y utilizarán mucha menos energía. Además, podrían usarse en teléfonos inteligentes, televisores y muchas formas de iluminación.
Los investigadores esperan que las cosas vayan muy rápido y que ya estén en uso dentro de cinco años.
