Un equipo de científicos de la Universidad de Tsinghua en Pekín (China) ha desarrollado unas luces LED basadas en grafeno cuyos colores son completamente ajustables y que podría ofrecer interesantes posibilidades para su aplicación en pantallas flexibles. 

En la actualidad, todos los LED emiten luz de un solo color el cual se pre define durante su fabricación. A pesar de los varios intentos, hasta el momento no se ha conseguido ajustar el color de la luz para que diferentes colores sean producidos por un solo LED.

«Los LEDs convencionales sólo emiten una luz de longitud de onda fija, y por lo tanto las tecnologías de visualización requieren una mezcla de LEDs rojos, verdes, y azules. Si se utiliza un LED de color sintonizable basado en grafeno, se pueden fabricar de una manera muy simple las pantallas flexibles a todo color. Una amplia gama de electrónica de consumo y de aplicaciones médicas puede beneficiarse de esta tecnología«, afirma el profesor Tian Ling-Ren, director de la investigación.

En su nuevo estudio, los científicos de la Universidad de Tsinghua en Pekín han desarrollado un LED que no sólo puede ser sintonizado para emitir diferentes colores de luz, sino que además puede hacerlo a través de casi todo el espectro visible: desde el azul (longitud de onda de 450 nm) al rojo (longitud de onda de 750 nm) -básicamente todos los colores salvo los azules y violetas oscuros.

La clave para conseguir este LED de color sintonizable está en que se hizo a base de grafeno, un material que ha dado lugar a numerosas invenciones innovadoras en multitud de áreas diferentes, desde las baterías de celdas solares a los semiconductores. A pesar del éxito del grafeno en estas areas, los LED basados en grafeno nunca se habían fabricado como hasta ahora por lo que estamos ante el primer dispositivo LED basada en grafeno que además es el primer LED de color sintonizable.

Combinación de dos formas de grafeno

Para crear el material emisor de luz, los investigadores combinaron dos formas diferentes de grafeno integrándole el diodo. Estas dos formas del grafeno son el óxido de grafeno (GO), que se produce a partir de grafito de bajo costo, y la reducción de óxido de grafeno (RGO), que es una forma más pura de GO. La combinación produce energía y esta hace posible seleccionar el tono de la luz.

Entre las aplicaciones de este nuevo LED los científicos incluyen las pantallas LED de alta calidad de  color ajustable para televisores y dispositivos móviles, lámparas LED de color ajustable, y el potencial para una variedad de futuros dispositivos fotónicos basados en el grafeno cuya característica de elasticidad permitirá desarrollar pantallas flexibles con colores que se ajusten con precisión abarcando todo el espectro visible. Otras características de los LED basados en grafeno que hacen prever su rápida expansión a escala comercial incluyen su estructura compacta y una fabricación sencilla.

Uno de los aspectos en los que se necesita mejorar sin embargo es en la eficiencia, algo en lo que siguen trabajando y confían en que el producto pueda estar listo para su producción industrial en aproximadamente dos años.

«La eficiencia del LED grafeno podría mejorarse aún más», dijo Ren. «Una forma de lograr esto sería mediante el uso materiales [semiconductores]  de tipo n combinados con el grafeno. La corta vida también podría mejorarse mediante sellado al vacío. La comercialización se puede esperar en un par de años dado que nuestro método es simple y de bajo costo. Al igual que con cualquier otro desarrollo tecnológico que sale de un laboratorio, existen retos; sin embargo, creemos que estos retos pueden ser superados en un futuro próximo Creemos que, LEDs de color sintonizable basados en el grafeno son una tecnología prometedora para pantallas flexibles «.

Foto de portada, Crédito: Wang, et al. ©2015 Nature. El color de los LED basados en grafeno depende del voltaje aplicado. Los diagramas rojo y azul muestran los electrones excitados a diferentes niveles de energía correspondientes a diferentes energías de fotones y por lo tanto diferentes colores de emisión de luz

Fuente: Phys.org