Ingeniería. Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado y demostrado un nuevo tipo de diodo emisor de luz (LED) que presenta mejoras significativas en la iluminación y en su eficiencia energética. El nuevo LED, desarrollado en colaboración con Samsung Electro-Mechanics, presenta un 18 por ciento de aumento en la producción de luz y un 22 por ciento de aumento en la eficiencia energética, parámetros que miden esencialmente la cantidad de electricidad que el LED convierte en luz.

El nuevo dispositivo logra mitigar de manera notable la caída de eficiencia, un fenómeno que provoca que los LEDs alcancen su mayor eficiencia al recibir corrientes eléctricas de baja densidad, en tanto que la pierden cuando las corrientes con que se alimenta el dispositivo presentan densidades más altas. La causa de esta reducción no se conoce bien todavía, pero los estudios han demostrado que es probable que la fuga de electrones constituya una gran parte del problema. Esta caída de eficiencia es objeto de numerosos estudios, ya que actualmente los LEDs de alto brillo operan con densidades de corriente mucho más allá del nivel donde la eficiencia tiene su máximo.

Este problema ha venido imponiendo un obstáculo tecnológico para la implantación de los LEDs en diversas áreas de aplicación, porque reducir las densidades actuales hasta los valores donde los LEDs son más eficientes es inaceptable. Sin embargo, el nuevo LED, que tiene una región activa radicalmente rediseñada, afronta este problema con resultados prometedores y trae los LEDs más cerca de poder operar eficazmente con altas densidades de corriente. Los investigadores descubrieron que cierto efecto que muy probablemente es el responsable específico de la fuga de electrones puede reducirse mucho mediante la introducción de un nuevo diseño de barrera cuántica.

El director del proyecto E. Fred Schubert está convencido de que una nueva oleada de dispositivos basados en LEDs e iluminación de estado sólido suplantará a la bombilla común en los próximos años, llevando a beneficios para el medio ambiente, un importante ahorro energético, notables recortes en otros costos, y numerosas innovaciones en el cuidado de la salud, el transporte, las pantallas digitales y la interconexión en redes informáticas.

:: Un poco de historia

Los LEDs comerciales típicos están diseñados para potencias del orden de los 30 a 60 mW. En torno a 1999 se introdujeron en el mercado diodos capaces de trabajar con potencias de 1 W para uso continuo; estos diodos tienen matrices semiconductoras de dimensiones mucho mayores para poder soportar tales potencias e incorporan aletas metálicas para disipar el calor (ver convección) generado por efecto Joule.

Hoy en día, se están desarrollando y empezando a comercializar LEDs con prestaciones muy superiores a las de unos años atrás y con un futuro prometedor en diversos campos, incluso en aplicaciones generales de iluminación. Como ejemplo, se puede destacar que Nichia Corporation ha desarrollado LEDs de luz blanca con una eficiencia luminosa de 150 lm/W, utilizando para ello una corriente de polarización directa de 20 mA. Esta eficiencia, comparada con otras fuentes de luz en términos de eficiencia sólo, es aproximadamente 1,7 veces superior a la de la lámpara fluorescente con prestaciones de color altas (90 lm/W) y aproximadamente 11,5 veces la de una lámpara incandescente (13 lm/W). Su eficiencia es incluso más alta que la de la lámpara de vapor de sodio de alta presión (132 lm/W), que está considerada como una de las fuentes de luz más eficientes.[1]

El comienzo del siglo XXI ha visto aparecer los diodos OLED (LED orgánicos), fabricados con materiales polímeros orgánicos semiconductores. Aunque la eficiencia lograda con estos dispositivos está lejos de la de los diodos inorgánicos, su fabricación promete ser considerablemente más barata que la de aquellos, siendo además posible depositar gran cantidad de diodos sobre cualquier superficie empleando técnicas de pintado para crear pantallas a color.

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