La amplia disponibilidad de dispositivos emisores de luz (LED) para uso de los consumidores ha llevado a una disminución en el coste de iluminación de los hogares y otros edificios, debido a la eficiencia de los LED. La tecnología necesaria para reproducir equilibrios de color agradables puede resultar difícil, especialmente para la luz blanca y azul. Investigadores de la Universidad de Osaka (Japón) han evaluado la eficiencia de los cristales de nitruro de galio (GaN) de alta pureza mediante pruebas no destructivas y sin contacto. Además, consideran que esta investigación puede ayudar a guiar los futuros esfuerzos de desarrollo para soluciones de iluminación y electrónica de potencia aún más eficientes.

Los LED de nitruro de galio han disfrutado de una amplia adopción para este propósito, pero estos dispositivos pueden sufrir una eficiencia reducida debido a impurezas o defectos intrínsecos. Estos defectos pueden actuar como centros de recombinación no radiativos (NRC), que hacen que los electrones excitados se relajen sin liberar luz, desperdiciando así su energía. Comprender mejor cómo las impurezas, como los átomos de carbono agregados, afectan la cantidad de luz emitida puede ayudar con futuras innovaciones en la tecnología LED.

Los investigadores demostraron que disminuir la concentración de carbono puede aumentar la cantidad de luz emitida. Las mejoras en la fabricación de GaN han hecho que las grandes impurezas de carbono tengan menos impacto, lo que significa que las ganancias futuras en eficiencia probablemente provendrán de la gestión de defectos puntuales, según explican los investigadores.

Captura de la luz

Para este estudio, las muestras se colocan dentro de una esfera omnidireccional que permite capturar casi toda la luz emitida. Cuando un láser excita la fotoluminiscencia, se puede capturar un espectro de la luz resultante en función de la longitud de onda. Los investigadores encuentran que cuando la concentración de carbono en la muestra es baja, los NRC más importantes son defectos intrínsecos en el material, como las vacantes atómicas en la red atómica.

Sin embargo, por encima de un umbral de concentración de carbono de aproximadamente 3,5×1014 por centímetro cúbico, los propios átomos de carbono se vuelven más importantes para disipar energía. La eficiencia cuántica interna medida, que cuenta cuántos electrones excitados crean fotones, para una muestra es del 21,7%, lo que supera el mejor valor anterior del 14,2%.

Fuente: casadomo.com