Investigadores de la <a href="https://www.uji.es/" title="Universitat Jaume I" alt="Universitat Jaume I" target="_blank">Universitat Jaume I</a> (UJI) han demostrado que nuevas nanoláminas semiconductoras sintetizadas en los laboratorios pueden mejorar la luminosidad de LED, láseres y pantallas LCD de ordenadores o televisores porque permiten minimizar las pérdidas energéticas respecto a los materiales semiconductores actuales. Las conclusiones de la investigación desarrollada por el <a href="http://quimicaquantica.uji.es/" title="Grupo de Química Cuántica" alt="Grupo de Química Cuántica" target="_blank">Grupo de Química Cuántica</a> de la UJI, en colaboración con la <a href="https://www.tu.berlin/en/" title="Universidad Técnica de Berlín" alt="Universidad Técnica de Berlín" target="_blank">Universidad Técnica de Berlín</a> y la <a href="https://bsu.by:443/es/main.aspx" title="Universidad Estatal de Bielorrusia" alt="Universidad Estatal de Bielorrusia" target="_blank">Universidad Estatal de Bielorrusia</a>, se acaban de publicar en las revistas <a href="https://www.nature.com/nnano/articles" title="Nature Nanotechnology" alt="Nature Nanotechnology" target="_blank">Nature Nanotechnology</a> y <a href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b03052" title="Nano Letters" alt="Nano Letters" target="_blank">Nano Letters</a>.
Los materiales semiconductores convencionales, imprescindibles para la optoelectrónica moderna, emiten luz en todas las direcciones y, en consecuencia, en muchos dispositivos ópticos sufren pérdida de energía. Para conseguir una mayor direccionalidad "actualmente se suelen utilizar filtros y la luz que no los pasa, se pierde. Esta circunstancia, en el caso de los monitores LCD, supone pérdidas de casi el 50% de la luz", argumenta Juan Ignacio Climente, científico del Grupo de Química Cuántica de la UJI, quien comenta que las nuevas nanoláminas "al emitir ya en la dirección deseada, ahorran el filtro y las pérdidas asociadas".
Los investigadores han demostrado que esta nueva clase de material semiconductor, fabricado con células de cadmio, tiene la capacidad de absorber luz tanto ultravioleta como visible procedente de cualquier dirección y reemitirla, sobre todo, en perpendicular a la superficie. Climente explica que este comportamiento único "se debe de a la geometría en 2D de estos objetos nanoscópicos y aporta cualidades muy interesantes".
PRÓXIMA GENERACIÓN DE SEMICONDUCTORES
"Los nanocristales coloidales con forma esférica son una tecnología madura que entró en el mercado hace unos tres años, en pantallas de móviles y tabletas y en las denominadas quantum dot TV", expone Climente. "Las nanoláminas coloidales son la próxima generación de estos objetos, cuya forma plana comporta varias ventajas, como colores más brillantes y puros o, como hemos demostrado nosotros, emisión muy direccional". La emisión direccional de las nanoláminas tiene su origen en fenómenos mecanocuánticos y electrostáticos que tienen lugar en estructuras tan pequeñas. Cada una de las nanoláminas tiene una superficie cien billones de veces menor que la de una hoja A4.
El estudio también demuestra que la absorción se vuelve fuertemente direccional en los llamados "procesos bifotónicos", en los que la luz de una determinada frecuencia es absorbida y subsiguientemente reemitida con el doble de frecuencia. Esto abre posibilidades tecnológicas adicionales en biomarcadores u óptica no lineal, por ejemplo", en opinión de los investigadores.
El Grupo de Química Cuántica de la Escuela Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales de la Universitat Jaume I está especializado en el estudio teórico de nanocristales. Sus investigadores modelan estos sistemas con las herramientas de la mecánica cuántica para entender y predecir su comportamiento físico.
