Investigadors de l’UJI demostren que noves nanolàmines milloren la lluminositat de LED, làsers i pantalles LCD

05/10/2017 | SCP

Investigadors de la Universitat Jaume I (UJI) han demostrat que noves nanolàmines semiconductores sintetitzades als laboratoris poden millorar la lluminositat de LED, làsers i pantalles LCD d’ordinadors o televisors perquè permeten minimitzar les pèrdues energètiques respecte als materials semiconductors actuals. Les conclusions de la recerca desenvolupada pel Grup de Química Quàntica de l’UJI, en col·laboració amb la Universitat Tècnica de Berlín i la Universitat Estatal de Bielorússia, s’acaben de publicar en les revistes Nature Nanotechnology i Nano Letters.

Els materials semiconductors convencionals, imprescindibles per a l’optoelectrònica moderna, emeten llum en totes les direccions i, en conseqüència, en molts dispositius òptics pateixen pèrdua d’energia. Per tal d’aconseguir una major direccionalitat «actualment se solen utilitzar filtres i la llum que no els passa, es perd. Aquesta circumstància, en el cas dels monitors LCD, suposa pèrdues de quasi el 50% de la llum», argumenta Juan Ignacio Climente, científic del Grup de Química Quàntica de l’UJI, qui comenta que les noves nanolàmines «en emetre ja en la direcció desitjada, estalvien el filtre i les pèrdues associades».

Els investigadors han demostrat que aquesta nova classe de material semiconductor, fabricat amb cèl·lules de cadmi, té la capacitat d’absorbir llum tant ultraviolada com visible procedent de qualsevol direcció i reemetre-la, sobretot, en perpendicular a la superfície. Climente explica que aquest comportament únic «es deu a la geometria en 2D d’aquests objectes nanoscòpics i aporta qualitats molt interessants».

PRÒXIMA GENERACIÓ DE SEMICONDUCTORS

«Els nanocristalls col·loïdals amb forma esfèrica són una tecnologia madura que va entrar en el mercat fa uns tres anys, en pantalles de mòbils i tauletes i de les denominades quantum dot TV», exposa Climente. «Les nanolàmines col·loïdals són la propera generació d’aquests objectes, la forma plana de les quals comporta diversos avantatges, com ara colors més brillants i purs o, com hem demostrat nosaltres, emissió molt direccional». L’emissió direccional de les nanolàmines té el seu origen en fenòmens mecano-quàntics i electrostàtics que tenen lloc en estructures tan menudes. Cadascuna de les nanolàmines té una superfície cent bilions de vegades menors que la d’un full A4.

L’estudi també demostra que l’absorció es torna fortament direccional en els anomenats «processos bifotònics», en els quals la llum d’una determinada freqüència és absorbida i subsegüentment reemesa amb el doble de freqüència. Això obri possibilitats tecnològiques addicionals en bio-marcadors o òptica no lineal, per exemple», en opinió dels investigadors.

El Grup de Química Quàntica de l’Escola Superior de Tecnologia i Ciències Experimentals de la Universitat Jaume I està especialitzat en l’estudi teòric de nanocristalls. Els seus investigadors modelen aquests sistemes amb les eines de la mecànica quàntica per a entendre i predir el seu comportament físic.

Més informació:

Nature Nanotechnology, doi:10.1038/nnano.2017.177

Nano Letters, doi: 10.1021/acs.nanolett.7b03052

Universitat Jaume I CIF: Q-6250003-H Av. de Vicent Sos Baynat, s/n 12071 Castelló de la Plana, Espanya
Tel.: +34 964 72 80 00 Fax: +34 964 72 90 16