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En los LEDs, el tipo de semiconductor que poseen es el encargado de generar el color de la luz. Los continuos avances en la tecnología LED han aumentado la variedad de colores disponibles, ya que en sus inicios emitían una luz roja que servía para iluminar pilotos de dispositivos electrónicos, pero que eran poco adecuados para utilizar como iluminación general, en hogares por ejemplo. Más tarde aparecieron los LED de color anaranjado y después los que emitían una luz azul, los cuales se usan bastante en ordenadores portátiles, teléfonos móviles y demás productos electrónicos. Los LED de color verde son más complicados de fabricar de lo que se esperaba y los blancos han llegado, aunque ha costado fabricarlos más de lo previsto y por eso no poseen la eficiencia deseada.
Usando el superordenador "Edison" del NERSC, los investigadores de la Universidad de Michigan Dylan Bayerl y Emmanouil Kioupakis encontraron que el semiconductor nitruro de indio, que normalmente emite luz infrarroja, podría emitir luz verde si se reduce a hilos de 1 nanómetro de ancho. Además, podrían ser adaptados para proyectar diferentes colores de luz, mejorando el blanco con un tono más natural, evitando las pérdidas de eficiencia que tienen hoy en día los LEDs de alta potencia.
La simulación de un hilo de nitruro de indio de 1 nanómetro de ancho de la imagen, muestra la distrinución de un electrón alrededor de un "agujero" cargado positivamente. Los investigadores descubrieron que el confinamiento cuántico fuerte en esas pequeñas nanoestructuras, posibilita una emisión de luz eficiente en las longitudes de onda visibles
Los LED son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando se les aplica una corriente eléctrica. Los LEDs de hoy en día se crean como microchips de varias capas. Las capas exteriores están dotados con elementos que crean una abundancia de electrones en una capa y muy pocos en el otro. Los electrones que faltan se llaman agujeros. Cuando se activa el chip, los electrones y los huecos se juntan, confinado a la capa cuántica intermedia en el que se sienten atraídos para combinar, derramando su exceso de energía mediante la emisión de un fotón de luz.
A baja potencia, la base de LEDs de nitruro (más comúnmente utilizados en la iluminación blanca) son muy eficientes, que convierte la mayor parte de su energía en luz. Pero convertir la energía hasta niveles que podrían iluminar una habitación y la eficiencia cae en picado, lo que significa que una fracción más pequeña de la electricidad se convierte en luz. Este efecto es especialmente pronunciado en LEDs verdes, dando origen al término "brecha verde".
Los nanomateriales ofrecen la perspectiva tentadora de LEDs que pueden ser "cultivados" en las matrices de nanohilos, puntos o cristales. Los LED resultantes no sólo podían ser delgados, flexibles y de alta resolución, sino también muy eficientes.