Científicos de ETH Zurich, junto con colegas de EMPA en Dübendorf y en ICFO en Barcelona, han descubierto un nuevo mecanismo para producir fuentes de luz eficientes en el futuro.
Su investigación se basa en el efecto túnel, donde los electrones pueden hacer corredores entre dos electrodos separados por un material aislante.
En circunstancias específicas, se puede generar luz mediante este proceso inelástico de túnel pero las fuentes de luz basadas en este efecto, han sido ineficientes debido a problemas de emisión radiativa.
Para superar esta limitación, el equipo de investigación exploró la posibilidad de utilizar una configuración de antena.
En lugar de colocar el material semiconductor entre los electrodos de la unión de la conexión, como se hacía anteriormente, los investigadores probaron una ubicación inusual.
Colocaron el semiconductor en la parte superior del electrodo de grafeno, completamente fuera de la unión del túnel. Sorprendentemente, esta posición resultó ser efectiva.
Mediante la variación del voltaje aplicado a la unión del túnel y la medición de la corriente que fluye a través de ella, los investigadores descubrieron una resonancia clara que correspondía a la resonancia de excitón del material semiconductor.
Los excitones son partículas compuestas por un agujero cargado positivamente y un electrón unido a él.
La resonancia del excitón indicaba que el semiconductor absorbía la energía de la unión del túnel y la emitía nuevamente, actuando así como una antena.
La producción de fuentes de luz eficientes estará muy pronto
Aunque actualmente la emisión de luz por el semiconductor no es muy eficiente debido a la presencia de excitones oscuros, los investigadores planean mejorar este aspecto en el futuro cercano.
Si logran aumentar la eficiencia de emisión de luz, se podrían crear fuentes de luz extremadamente pequeñas, del orden de unos pocos nanómetros, lo cual sería mil veces más pequeño que la longitud de onda de la luz que producen.
La configuración de antena propuesta ofrece varias ventajas, ya que no hay flujo de electrones a través del semiconductor, lo que evita efectos no deseados que pueden reducir la eficiencia.
Además esta investigación abre nuevas puertas para aplicaciones en el campo de las fuentes de luz a nanoescala.
Aunque hay desafíos que deben abordarse, este avance promete aplicaciones emocionantes en el campo de la miniaturización de fuentes de luz.
