Las pantallas QLED han estado en el mercado desde hace unos años. Son conocidas por sus colores brillantes e intensos, que se producen utilizando lo que se conoce como tecnología de punto cuántico: QLED significa diodo emisor de luz de punto cuántico. Investigadores de ETH Zurichahora han desarrollado una tecnología que aumenta la eficiencia energética de los QLED. Al minimizar las pérdidas por dispersión de luz dentro de los diodos, una mayor proporción de la luz generada se emite al exterior.
Los QLED convencionales consisten en una multitud de nanocristales semiconductores esféricos, conocidos como puntos cuánticos. En una pantalla, cuando estos nanocristales se excitan desde atrás con luz UV, la convierten en luz de color en el rango visible. El color de la luz en cada nanocristalproduce depende de su composición material.
Sin embargo, la luz que emiten estos nanocristales esféricos se dispersa en todas las direcciones dentro de la pantalla; solo alrededor de una quinta parte llega al mundo exterior y es visible para el observador. Para aumentar la eficiencia energética de la tecnología, los científicos hanHe intentado durante años desarrollar nanocristales que emitan luz en una sola dirección hacia adelante, hacia el observador, y ya existen algunas fuentes de luz, pero en lugar de cristales esféricos, estas fuentes están compuestas de nanoplaquetas ultrafinas que emiten luz.solo en una dirección: perpendicular al plano de la plaqueta.
Si estas nanoplaquetas están dispuestas una al lado de la otra en una capa, producen una luz relativamente débil que no es suficiente para las pantallas. Para aumentar la intensidad de la luz, los científicos intentan superponer varias capas de estas plaquetas. El problema con este enfoquees que las plaquetas comienzan a interactuar entre sí, con el resultado de que la luz se emite nuevamente no solo en una dirección sino en todas las direcciones.
Apilados y aislados unos de otros
Chih-Jen Shih, profesor de química técnica en ETH Zurich, y su equipo de investigadores ahora han apilado plaquetas semiconductoras extremadamente delgadas 2.4 nanómetros de tal manera que están separadas entre sí por un diluyente aún más delgado 0.65 nanómetroscapa aislante de moléculas orgánicas. Esta capa evita las interacciones físico-cuánticas, lo que significa que las plaquetas emiten luz predominantemente en una sola dirección, incluso cuando se apilan.
"Cuantas más plaquetas se amontonan unas sobre otras, más intensa se vuelve la luz. Esto nos permite influir en la intensidad de la luz sin perder la dirección preferida de emisión", dice Jakub Jagielski, un estudiante de doctorado en el grupo de Shih y primer autor.del estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Así es como los científicos lograron producir un material que por primera vez emite luz de alta intensidad en una sola dirección.
Luz azul muy eficiente energéticamente
Utilizando este proceso, los investigadores han producido fuentes de luz para luz azul, verde, amarilla y naranja. Dicen que el componente de color rojo, que también se requiere para las pantallas, aún no se puede realizar con la nueva tecnología.
En el caso de la luz azul recién creada, alrededor de dos quintos de la luz generada llega al ojo del observador, en comparación con solo un quinto con la tecnología QLED convencional ". Esto significa que nuestra tecnología requiere solo la mitad de la energíapara generar luz de una intensidad dada ", dice el profesor Shih. Sin embargo, para otros colores, la ganancia de eficiencia lograda hasta ahora es menor, por lo que los científicos están llevando a cabo más investigaciones con miras a aumentar esto".
En comparación con los LED convencionales, la nueva tecnología tiene otra ventaja, como enfatizan los científicos: los nuevos QLED apilados son muy fáciles de producir en un solo paso. También es posible aumentar la intensidad de los LED convencionales al organizar varios emisores de luzcapas una encima de la otra; sin embargo, esto debe hacerse capa por capa, lo que hace que la producción sea más compleja.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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