Los científicos de la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado diodos emisores de luz (LED) ultrafinos eficientes desde el punto de vista energético para las tecnologías de comunicación de próxima generación.

Las fuentes de luz que convierten de forma fiable señales eléctricas en ópticas son de fundamental importancia para las tecnologías de procesamiento de la información. Los LED de alta velocidad y eficiencia energética que se pueden integrar en un microchip y transmitir información son uno de los elementos clave para permitir una comunicación de datos de alto volumen. Semiconductores bidimensionales (2-D), que son materiales atómicamente delgados similares al grafeno, han atraído recientemente un interés significativo debido a su tamaño inherente (solo unos pocos átomos de espesor), propiedades de emisión de luz bien definidas, y perspectivas de integración en chip. Si bien varios equipos de investigación en todo el mundo han logrado fabricar LED basados ​​en estos materiales en los últimos años, lograr una emisión de luz eficiente ha sido un desafío clave.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Goki EDA de los Departamentos de Física y Química, NUS ha logrado desarrollar LED ultradelgados de alta eficiencia energética que comprenden solo unas pocas capas de átomos. Un dispositivo LED eficiente convierte la mayor parte de su entrada de energía eléctrica en emisión de luz (es decir, con pérdidas mínimas debido a la conversión en otras formas de energía como calor). Estudios anteriores sobre LED basados ​​en semiconductores 2-D informaron que se necesita una gran cantidad de corriente eléctrica para activar la emisión de luz. Esto significa que una fracción sustancial de la energía eléctrica de entrada se disipa como calor en lugar de generar luz. El equipo descubrió que esta pérdida de energía se puede reducir significativamente al evitar la fuga de corriente eléctrica desde la capa emisiva a los electrodos metálicos. Los investigadores demostraron que una capa aislante de unos pocos nanómetros puede suprimir significativamente la pérdida de energía eléctrica de entrada sin introducir una resistencia eléctrica excesiva. Todo lo contrario, optimizando el espesor de las capas aislantes, el equipo redujo la corriente eléctrica necesaria para activar la emisión de luz en más de 10, 000 veces en comparación con los LED de última generación basados ​​en semiconductores 2-D.

El profesor Eda dijo:"Nuestros dispositivos pueden funcionar con una corriente eléctrica extremadamente baja porque el diseño del dispositivo garantiza que exista un desperdicio mínimo de energía eléctrica".

"Optimizando la calidad del material junto con el diseño del dispositivo y los métodos de fabricación, es posible tener una emisión de luz eficiente con un control preciso a nivel de nanoescala. Esto potencialmente tendrá un impacto significativo en el desarrollo de futuras tecnologías de la información, "añadió el profesor Eda.

Actualmente, el equipo está investigando el origen de los procesos de pérdida de energía en detalle para mejorar aún más la eficiencia de sus dispositivos.