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El LED ultravioleta

Fabrican los primeros LED ultravioletas

Físicos japoneses han conseguido crear diodos emisores de luz ultravioleta (UV LED). La luz producida por estos dispositivos es invisible al ojo humano y tiene la longitud de onda más corta conocida (210 nm) en este tipo de sistemas que hasta ahora sólo llegaban hasta la luz azul.

El nuevo LED está basado en semiconductores de de nitruro de aluminio. Podría ser usado en una amplia gama de productos como fotolitografía, medicina, esterilización de agua y quizás en sistemas de almacenamiento de información.
Los LEDs consisten en la unión de dos capas de semiconductores, una de tipo p (positiva, donde la carga se transporta por huecos de carga) y otra tipo n (negativa, donde la carga es transportada por electrones). Los primeros LED emitían infrarrojo y en esos se basan los lectores de CD. Después desarrollaron los LED rojos que al tener una longitud de onda más corta podían escribir bits más pequeños en los discos ópticos, de este modo nació el DVD. En los años noventa crearon los LED azul y verde basados en nitruro galio indio y por primera vez se dispuso de los colores básicos. El HD DVD y el Blue-ray, los dos a punto de llegar al mercado, están basados en estos LED azules. Todos ellos han abierto mercados multimillonarios. 

Aunque los LEDs basados en nitruro de galio indio emiten luz en el visible los basados en nitruro de aluminio emiten ultravioleta. Sin embargo, al usar este compuesto la posibilidad de “dopaje” (la introducción de átomos de un elemento ajeno que provee de cargas libres, sean éstas electrones o huecos) y por tanto la utilización práctica del semiconductor se torna muy difícil. El nitruro de aluminio es difícil de dopar porque debido a la zanja de energía (gap) que posee lo transforma en la práctica más en un aislante que en un semiconductor.

Taniyasu y sus colaboradores han solucionado este problema adaptando las condiciones de crecimiento tradicionales de este compuesto. Normalmente contienen numerosos defectos en su estructura cristalina y gran cantidad de impurezas, pero con el nuevo método se producen nitruro de aluminio de tipo n o p de alta calidad. Esto asegura que las capas n o p tienen la suficiente conductividad como para que los huecos y electrones al recombinarse produzcan fotones. En el dopaje se utiliza silicio y magnesio.

Los investigadores fabricaron el LED con una estructura tipo sandwich en la que una capa de nitruro de aluminio sin dopar está entre dos capas de tipo n y p respectivamente. Cuando se hace pasar la corriente eléctrica se emite luz ultravioleta de 210 nm.
Los investigadores necesitan ahora mejorar la eficiencia del dispositivo para aumentar así la potencia del dispositivo, que de momento es de sólo 0,02 mW mientras que sus primos tienen potencias de entre 1 y 10 W (cien mil veces más poderosos), además de reducir el voltaje de trabajo de los 25 V actuales.
Si solucionan estos problemas este LED se podrán emplear en la purificación de agua (la luz UV mata los microorganismos, además de producir mutaciones y cáncer), fotolitografía, y detección de sustancias tóxicas entre otras posibilidades.

Quizás dentro de algún tiempo incluso se empleen en discos ópticos para el almacenamiento de datos y veamos una nueva guerra de formatos entre un SuperHD-DVD y un UV-ray. El tiempo lo dirá.

Fuente: http://neofronteras.com/?p=562
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