Un team di ingegneri dell’Università della California, a Berkeley, ha sviluppato uno schermo basato su un emettitore atomico così sottile da essere completamente impercettibile quando è spento. Il dispositivo rappresenta un passo importante nello sviluppo di “schermi invisibili”.
Nel 2015, i ricercatori hanno dimostrato che i semiconduttori monostrato sono in grado di emettere luce intensa; tuttavia, non hanno costruito un dispositivo che emettesse luce. Ora, per superare le barriere principali derivanti dall’uso della tecnologia LED nei semiconduttori monostrato, i ricercatori sono stati in grado di scalare da tali dispositivi inferiore alla larghezza di un capello umano a diversi formati millimetri. Ciò significa che può mantenere uno spessore minimo ma con dimensioni laterali (larghezza e lunghezza) di grandi dimensioni, in modo che l’intensità della luce può essere elevato.
I LED commerciali sono costituiti da un materiale semiconduttore che produce luce quando si trovano le cariche positive e negative che vengono iniettate elettricamente. Tipicamente, due punti di contatto sono usati in un dispositivo emettitore di luce basato su semiconduttori; uno per iniettare particelle caricate negativamente e un altro per iniettare particelle caricate positivamente.
Creare contatti in grado di iniettare queste cariche in modo efficiente è una sfida fondamentale per i LED, ed è particolarmente difficile per i semiconduttori monostrato, poiché c’è poco materiale a disposizione per lavorare.
Il nuovo studio californiano
Il team di ricerca di Berkeley ha progettato un modo per superare questa sfida progettando un nuovo dispositivo che richiede solo un contatto nel semiconduttore. Posizionando il monostrato semiconduttore in un isolatore e posizionando gli elettrodi nel monostrato e sotto l’isolatore, i ricercatori potrebbero applicare un segnale di corrente alternata attraverso l’isolatore.
Nel momento in cui il segnale di corrente alternata cambia la sua polarità da positiva a negativa (e viceversa), entrambe le cariche positive e negative sono presenti contemporaneamente nel semiconduttore, creando luce.
Questo dispositivo è una prova di concetto, e c’è ancora molta ricerca da fare, principalmente per migliorare l’efficienza. Misurare l’efficienza di questo dispositivo non è semplice, ma i ricercatori ritengono che sia circa l’1%. I LED commerciali hanno un’efficienza del 25-30% circa.
Il ricercatore Ali Javey, professore nel Dipartimento di Informatica e Ingegneria Elettrica e autore principale dello studio, ha commentato: “C’è ancora molto da fare ed è necessario superare una serie di sfide per far avanzare ulteriormente la tecnologia nelle applicazioni pratiche. Tuttavia, questo è un passo avanti nella presentazione di un’architettura dispositivo per una facile iniezione di entrambi i carichi di semiconduttori monostrato. “
Il concetto può essere applicabile ad altri elementi e tipi di materiali. Il dispositivo potrebbe, un giorno, avere applicazioni in una serie di campi in cui la presenza di schermi invisibili è giustificato, potrebbe essere uno schermo sottile atomicamente che viene stampato su una parete o anche sulla pelle umana.