03 de junio de 2020 (Noticias de Nanowerk) Los investigadores de UC Santa Barbara continúan ampliando los límites del diseño de LED un poco más con un nuevo método que podría allanar el camino hacia una tecnología de iluminación y pantallas LED más eficientes y versátiles. En un artículo publicado en Nature Photonics ("Luminiscencia unidireccional de metasuperficies de pozo cuántico InGaN / GaN"), El profesor de ingeniería eléctrica e informática de UCSB, Jonathan Schuller, y sus colaboradores describen este nuevo enfoque, que podría permitir que una amplia variedad de dispositivos LED, desde auriculares de realidad virtual hasta iluminación para automóviles, se vuelvan más sofisticados y elegantes al mismo tiempo. “Lo que mostramos es un nuevo tipo de arquitectura fotónica que no solo te permite extraer más fotones, sino también dirigirlos hacia donde quieras”, dijo Schuller. Este rendimiento mejorado, explicó, se logra sin los componentes externos del empaque que se utilizan a menudo para manipular la luz emitida por los LED. La luz en los LED se genera en el material semiconductor cuando los electrones excitados cargados negativamente que viajan a lo largo de la red cristalina del semiconductor se encuentran con los agujeros cargados positivamente (una ausencia de electrones) y pasan a un estado de energía más bajo, liberando un fotón en el camino. En el transcurso de sus mediciones, los investigadores encontraron que se estaba generando una cantidad significativa de estos fotones, pero no salían del LED. “Nos dimos cuenta de que si se miraba la distribución angular del fotón emitido antes del patrón, tendía a alcanzar un pico en una cierta dirección que normalmente estaría atrapada dentro de la estructura del LED”, dijo Schuller. "Y entonces nos dimos cuenta de que se podía diseñar alrededor de esa luz normalmente atrapada utilizando conceptos tradicionales de metasuperficie". El diseño que establecieron consiste en una matriz de nanobarras de nitruro de galio (GaN) de 1.45 micrómetros de largo sobre un sustrato de zafiro, en el que se incrustan pozos cuánticos de nitruro de galio indio, para confinar electrones y huecos y así emitir luz. Además de permitir que salga más luz de la estructura del semiconductor, el proceso polariza la luz, lo que, según el coautor principal, Prasad Iyer, "es fundamental para muchas aplicaciones".
Los métodos de diseño de Metasurface pueden hacer que la luz LED actúe más como láser
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