Nanocristales que generan luz blanca podrían ayudar a combinar las comunicaciones y la iluminación en un solo sistema de comunicación de luz visible. Se trata del nuevo material nanocristalino que hace luz blanca de la luz azul de un modo rápido desarrollado por investigadores de KAUST (1).
Foto de portada: Un material basado en nanocristales convierte la emisión de luz láser azul a la luz blanca para la iluminación y comunicación de datos combinada. © 2016 KAUST
Mientras el Wi-Fi y Bluetooth son ahora tecnologías bien establecidas, se obtienen varias ventajas al acortar la longitud de onda de las ondas electromagnéticas utilizadas para transmitir información.
La llamada comunicación de luz visible (VLC) hace uso de partes del espectro electromagnético que no están reguladas y es potencialmente más eficientes energéticamente. La comunicación de luz visible – VLC también ofrece una manera de combinar la transmisión de información con tecnologías de iluminación y de visualización o displays, como por ejemplo, el uso de lámparas de techo para proporcionar conexión a Internet a los ordenadores portátiles.
Muchas de tales aplicaciones de comunicación de luz visible -VLC requieren los LED que producen luz blanca. Estos se fabrican habitualmente mediante la combinación de un diodo que emite luz azul con fósforo que convierte parte de esta radiación en luz roja y verde. Sin embargo, este proceso de conversión no es lo suficientemente rápido para que coincida con la velocidad a la que el LED puede ser encendido y apagado.
«Una comunicación de luz visible – VLC usando luz blanca generada de esta manera se limita a unos cien millones de bits por segundo», dijo Boon Ooi profesor de Ingeniería Eléctrica de KAUST.
En su lugar, Ooi, quien es miembro del Laboratorio de Fotónica de la Universidad, el Profesor Asociado Osman Bakr del Laboratorio de Nanomateriales Funcionales KAUST y sus colegas utilizan un convertidor basado en nanocristales que permite alcanzar velocidades de datos mucho más altas.
El equipo creó nanocristales de bromuro de cesio plomo que eran de aproximadamente ocho nanómetros de tamaño, utilizando un método basado en una solución sencilla y rentable que incorpora un fósforo de nitruro convencional. Cuando eran iluminados por una luz láser azul, los nanocristales emitían luz verde mientras que el nitruro emitía luz roja. Juntos, se combinaban para crear una luz blanca cálida.
Los investigadores caracterizaron las propiedades ópticas de su material utilizando una técnica conocida como espectroscopía transitoria de femtosegundo. Fueron capaces de demostrar que los procesos ópticos en nanocristales de bromuro de cesio plomo se producen en una escala de tiempo de aproximadamente siete nanosegundos. Esto significaba que podría modular la emisión óptica a una frecuencia de 491 Megahertz, 40 veces más rápido que lo que es posible con el uso de fósforo, y transmiten datos a una velocidad de dos mil millones de bits por segundo.
«La respuesta rápida se debe en parte al tamaño de los cristales», dijo Bakr. «El confinamiento espacial hace que sea más probable que el electrón se recombine con un agujero y emita un fotón.»
Es importante destacar que la luz blanca generada a partir de sus nanoestructuras de perovskita era de una calidad comparable a la presente en la tecnología LED.
«Creemos que la luz blanca generada usando láseres semiconductores algún día sustituirá las bombillas de luz blanca LED para la iluminación de bajo consumo», dijo Ooi.
(1)Referencia: Dursun, I., Shen, C., Parida, M. R., Pan, J., Sarmah, S. P. et al. Nanocristales de perovskita como un convertidor de color para la comunicación de la luz visible. ACS Photonics 3, 1150-1156. | artículo.
