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Los puntos cuánticos podrían revolucionar la tecnología LED

Los puntos cuánticos podrían revolucionar la tecnología LED

Distintas investigaciones realizadas por ingenieros y científicos en centros especializados y desarrollos en empresas confirman la efectividad de los puntos cuánticos para optimizar la calidad de colores y la eficiencia energética de la tecnología LED. Uno de los trabajos ya está próximo a comercializarse, mientras que un segundo desarrollo aún se encuentra en una fase experimental, de acuerdo a lo que pudo extraerse del último cónclave de la Materials Research Society. Por Pablo Javier Piacente.

Los puntos cuánticos podrían revolucionar la tecnología LED

Los puntos cuánticos podrían ser los responsables de la próxima gran revolución de la iluminación LED. Diminutos cristales de semiconductores podrían producir mejores colores para la iluminación y lograr más eficiencia en los diodos emisores de luz (LED). Así lo establecieron recientemente ingenieros e investigadores de todo el mundo, en la última reunión de la Materials Research Society, realizada en Boston, Estados Unidos. Además, se conoció la experiencia de la firma QD Vision, que ya está desarrollando este tipo de iluminación a nivel comercial.

Los denominados puntos cuánticos son materiales semiconductores de algunos nanómetros de tamaño, como por ejemplo el seleniuro de cadmio. Los mismos se vuelven fluorescentes cuando están excitados por los fotones o electrones. Al elegir un material determinado y un cierto tamaño, los investigadores pueden sintonizar con precisión la longitud de onda de la luz emitida y, en consecuencia, el color de la misma.

De esta manera, un punto de 2 nanómetros de diámetro emitirá una luz azul, otro de 4 nanómetros emitirá luz verde, y uno de 6 nanómetros entregará luz roja. Según Seth Coe-Sullivan, director de tecnología de la firma QD Vision, que ha puesto en marcha distintos proyectos de investigación en puntos cuánticos para su uso en iluminación y en pantallas, la mayor ventaja de los puntos cuánticos reside en la capacidad para elegir un color que se desee sin perder eficiencia lumínica.

De acuerdo a los especialistas, los LED´s actuales producen algunos colores en base a agregados externos a la iluminación, una característica que termina restando calidad a las tonalidades. Es posible producir un color más cercano al de una luz incandescente, pero esto supondría un descenso del 30% en la eficiencia energética.

Puntos cuánticos en acción

Por el contrario, QD Vision ha producido una óptica recubierta con una fina capa de puntos cuánticos, pensada para ser utilizada en una lámpara de luz LED azul. Con la mencionada óptica, la lámpara produce una luz prácticamente idéntica a la de una bombilla incandescente. Este adelanto fue publicado en un artículo del medio especializado Spectrum, del IEEE.

La misma tiene un índice de rendimiento de color (que mide la proporción de colores «naturales» que aparecen) de 90, sobre los 95 que mide una lámpara incandescente y los menos de 75 que pueden hallarse en la mayoría de los LED´s blancos. También produce 65 lúmenes por vatio, una gran mejora sobre los 15 lúmenes por vatio de las bombillas incandescentes y el doble de la eficiencia que alcanzan las bombillas compactas fluorescentes.

El avance logrado por QD Vision ya se ha comenzado a comercializar, estando previsto que sobre enero próximo la nueva alternativa en iluminación LED a base de puntos cuánticos se encuentre disponible en las tiendas especializadas. “El principal beneficio de los puntos cuánticos es que es posible conseguir una bombilla realmente eficaz y con una alta calidad en colores», indicó Vladimir Bulovic, un profesor de ingeniería eléctrica del Organic and Nanostructured Electronics Laboratory, perteneciente al MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Según Bulovic, el desarrollo de QD Vision es el primer dispositivo optoelectrónico basado en la tecnología de los puntos cuánticos que ha pasado a fase comercial. Bulovic y otros investigadores están trabajando en la creación de puntos cuánticos LED´s que se alimenten de fotones mediante bombeo eléctrico, eliminando así la necesidad del nitruro de galio como fuente de fotones.

Otra alternativa a seguir desarrollando

Sin embargo, los LED electroluminiscentes producidos hasta ahora en los laboratorios se encuentran aún en sus primeras etapas. Para hacer funcionar estos dispositivos, los investigadores requieren una fina película orgánica que actúa como una capa de transporte de electrones. Pero al emplearla se reduce la eficiencia de los puntos luminosos de más del 90 por ciento a un 15 por ciento.

De acuerdo a los expertos, el primer uso práctico de los puntos cuánticos en base a bombeo eléctrico para LED´s se concretará en las pantallas, como por ejemplo en los monitores de ordenador. En el caso de esta aplicación, brindarán mayor facilidad en la tecnología de fabricación y más flexibilidad.

En comparación al desarrollo de QD Vision, los puntos cuánticos eléctricamente bombeados llevarán más tiempo de desarrollo hasta ofrecer una alternativa interesante en iluminación LED, ya que es necesario concretar algunos avances para dotarlos de una mayor vida útil.

Bulovic cree que en un par de años será posible la producción de dispositivos LED´s a base de puntos cuánticos con gran estabilidad y colores naturales. En el caso de la variedad con bombeo eléctrico, sería posible incrementar su vida útil sustituyendo algunos de los materiales orgánicos en los LED´s con óxidos metálicos o calcogenuros, que no se degradan con la exposición al aire y la humedad.

RedacciónT21

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