Investigadores de Samsung Electronics describieron recientemente un nuevo método que extiende la vida útil y la eficiencia de los diodos emisores de luz de puntos cuánticos (QLED). Aunque los investigadores aún no están seguros de si alguna vez podrán comercializar pantallas QLED autoemisivas, esta tecnología puede convertirse en un componente definitorio de los televisores y pantallas insignia en el futuro.
Los televisores QLED disponibles comercialmente de Samsung en realidad no usan puntos cuánticos como fuente de luz. Pero sucederá tan pronto como en 2025, dicen los investigadores de Corea del Sur. Crédito: Amazon.
Los puntos cuánticos son cristales artificiales a nanoescala que pueden transportar electrones y tienen propiedades variadas, según su forma y material. Los investigadores notaron por primera vez a principios de la década de 1980 que si hacían partículas semiconductoras lo suficientemente pequeñas, los efectos cuánticos entrarían en juego en el mundo de los puntos cuánticos.
Lo que ahora sabemos sobre los puntos cuánticos es que sus propiedades ópticas se pueden ajustar con precisión dependiendo de su tamaño. Por ejemplo, se puede hacer que estas nanopartículas emitan o absorban longitudes de onda específicas de luz, que es esencialmente color, controlando su tamaño. Un punto cuántico de 3 nanómetros puede convertir un espectro de luz en verde, mientras que un punto cuántico de 6 nanómetros emite el color rojo.
Debido a sus atractivas propiedades físicas, los puntos cuánticos se pueden emplear en una amplia gama de aplicaciones en áreas como la electrónica, la fotónica, el almacenamiento de información, la energía solar, la medicina, la detección o la medicina, por nombrar solo algunas.
La mayoría de la gente ha oído hablar de los puntos cuánticos debido a las pantallas de televisión. Samsung Electronics y LG lanzaron los primeros televisores QLED en 2015.
Sin embargo, estos televisores no utilizan QED como fuente de luz. En cambio, una pantalla de cristal líquido (LCD) actúa como luz de fondo, que es absorbida por una película de puntos cuánticos que emite luminancia. Pero en el futuro, los QLED autoiluminados podrían convertirse en una realidad.
En un nuevo estudio publicado en la revista Nature, los investigadores de Samsung, dirigidos por el Dr. Eunjoo Jang y el Dr. Yu-Ho Won, mejoraron la estructura de un punto cuántico hecho de fosfuro de indio.
El estudio describe cómo la nueva estructura evita la oxidación del núcleo y evita que la energía se escape al envolver el punto cuántico en una capa gruesa.
Los resultados muestran que los diodos de puntos cuánticos tienen una vida útil de un millón de horas. Su eficiencia también mejoró en un 21,4% en comparación con el poseedor del récord anterior. Otro logro importante fue el uso de fosfuro de indio, que no es tóxico y no daña el medio ambiente. La mayoría de las investigaciones de QLED han empleado cadmio, que tiene el mayor rendimiento como fuente de luz debido a su extraordinaria maleabilidad e integridad. El problema es que el cadmio es tóxico.
Los puntos cuánticos son tanto fotoluminiscentes como electroluminiscentes, ambas propiedades que serán el núcleo de la próxima generación de pantallas. En comparación con los materiales luminiscentes orgánicos utilizados en los diodos orgánicos emisores de luz (OLDE), los diodos basados en puntos cuánticos tienen colores más puros, una vida útil más larga, un menor costo de fabricación y un menor consumo de energía. Y dado que los puntos cuánticos se pueden depositar en cualquier estructura, literalmente puede rociarlos o pintarlos en las superficies. Los QLED pueden ser flexibles o impresos.
Samsung parece muy serio con esta tecnología. En octubre, se comprometió a invertir $ 11 mil millones para 2025 para producir pantallas de puntos cuánticos genuinas y autoluminosas. El gigante tecnológico de Corea del Sur tiene hasta ahora más de 170 patentes sobre la estructura de elementos en QLED.
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