Un gruppo di scienziati dell’Università di Singapore ha sviluppato diodi emettitori di luce (i più conosciuti LED) ultrasottili ed energeticamente efficienti al fine di ottimizzare le tecnologie di comunicazione all’avanguardia.
Il rapporto rivela che le sorgenti luminose che convertono i segnali elettrici in segnali ottici sono di fondamentale importanza per le tecnologie di elaborazione delle informazioni al momento. Pertanto, i LED con efficienza energetica e alta velocità, che possono essere integrati in un microchip e trasmettere informazioni, sono uno degli elementi chiave per consentire la trasmissione di un volume elevato di dati.
Il semiconduttore bidimensionale (2D) come grafici e materiali atomicamente sottili, di recente ha suscitato notevole interesse per le sue dimensioni (un numero di atomi di spessore) che offrono proprietà di emissione di luce ben definito e può essere integrato in un chip senza problemi. Nonostante il fatto che, negli ultimi anni, i ricercatori abbiano avuto successo nella produzione di LED basati su questi materiali, l’efficiente emissione di luce continua ad essere una sfida.
Un dispositivo LED efficiente può convertire la maggior parte dell’input di energia elettrica in emissione di luce, cioè con perdite minime dovute alla conversione in altre forme di energia come il calore. Inoltre, il rapporto rivela che studi precedenti sui LED basati su semiconduttori 2D hanno rivelato che è necessaria una grande quantità di corrente elettrica per attivare l’emissione di luce. Ciò significa che una parte sostanziale dell’energia elettrica in entrata viene persa sotto forma di calore invece di generare luce.
Il team ha scoperto che impedire la perdita di corrente elettrica dallo strato emissivo agli elettrodi metallici riduce significativamente questa perdita di energia. I ricercatori hanno dimostrato che uno strato isolante di pochi nanometri sopprime significativamente la perdita di energia elettrica in ingresso senza introdurre un’eccessiva resistenza elettrica.
Goki Eda, professore di chimica e fisica all’Università di Singapore e membro del progetto, ha dichiarato: “I nostri dispositivi possono funzionare con una corrente elettrica estremamente bassa perché il design del dispositivo garantisce uno spreco minimo di energia elettrica. Ottimizzando la qualità del materiale unitamente al design del dispositivo e ai metodi di produzione, è possibile ottenere un’emissione luminosa efficiente con un controllo preciso a livello di nanoscala. Ciò potrebbe avere un impatto significativo sullo sviluppo delle future tecnologie dell’informazione.”
Attraverso l’ottimizzazione dello spessore degli strati isolanti, l’apparecchiatura ha ridotto la corrente elettrica necessaria per attivare l’emissione di luce più di 10.000 volte rispetto ai LED di ultima generazione basati su semiconduttori 2D.