Valencià:
Una investigació de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) avança en el disseny de LED blancs basats en punts quàntics a fi de millorar la il·luminació en pantalles d’alta definició, entre altres aplicacions. Els resultats d’aquest treball dirigit pel professor de Física Aplicada Iván Mora Seró, membre de l’Institut de Materials Avançats (INAM), s’han publicat en la revista Nano Research.
«Hem estudiat l’estabilitat de l’emissió de llum blanca dels LED en funció dels seus distints components de color –blau, verd, roig i taronja– mitjançant tècniques electroòptiques», argumenta Mora Seró. L’investigador del Departament de Física comenta que els punts quàntics permeten obtenir un grau de puresa en el color de la il·luminació, «fonamental per a aconseguir pantalles –per a ordinadors, televisions, etc.– més fines i amb una il·luminació de millor qualitat, com és el cas de les anomenades pantalles QD TV SUHD, televisió de punts quàntics (quantum dots) amb super ultra high definition».
Aquest treball –que ha comptat amb la participació d’altres membres de la unitat d’investigació de l’INAM, com ara Rafael S. Sánchez i Bruno Clasen Hames– s’emmarca en la línia d’investigació del projecte No Limit. El professor Iván Mora Seró va aconseguir l’any passat una Consolidator Grant del Consell Europeu d’Investigació (ERC) –la primera obtinguda des de l’UJI– de dos milions d’euros per a produir cèl·lules solars amb materials de naturalesa diversa, com ara els punts quàntics col·loidals i les perovskites d’halur.
L’objectiu de la investigació de Mora Seró també és avançar en l’evolució dels LED, alhora que aconseguir dispositius de llum més econòmics, menys contaminants i que presenten una eficiència energètica més elevada. Perquè, com assenyala l’investigador, «entre un 15 y un 20% de l’energia mundial es dedica a la il·luminació; en conseqüència, obtenir fonts de llum més barates i eficients resulta una contribució fonamental de cara a l’estalvi energètic i a reptes globals com ara l’escalfament global i el canvi climàtic».
Aquesta recerca es basa en el desenvolupament d’una tecnologia de LED que utilitza punts quàntics per a una emissió de llum amb colors més purs. El color amb el qual emeten els punts quàntics depèn de la seua grandària i pot ser controlat en els processos de síntesi química. D’aquesta manera, als laboratoris de l’UJI s’han preparat LED amb punts quàntics amb emissió en blau, verd, taronja i roig per a formar, finalment, LED blancs amb la combinació de punts quàntics de distints colors (com es mostra en la fotografia). L’estabilitat de l’emissió, així com la brillantor i l’eficiència, han estat significativament estudiades. «Els punts quàntics presenten una emissió molt estreta en termes de longitud d’ona, el que permet obtenir colors més purs i, per tant, una major definició en les pantalles», conclou.
El mateix equip d’investigació de l’INAM de l’UJI està aplicant aquesta experiència a nous punts quàntics formats amb perovskites d’halur que exhibeixen una amplada d’emissió encara menor i, per tant, un potencial major de cara a millorar les prestacions actuals de definició de color.
Iván Mora Seró és professor del Departament de Física de la Universitat Jaume I i investigador principal del Grup de Semiconductors Avançats (GAS) de l’Institut Universitari de Materials Avançats. La seua recerca s'ha centrat en el creixement de cristalls, els dispositius nanoestructurats, les propietats de transport i recombinació, la fotocatàlisi, la caracterització elèctrica de sistemes fotovoltaics, electrocròmics i de divisió d'aigua, fent tant treballs experimentals com teòrics. La seua activitat de recerca recent se centra en nous conceptes per a la conversió fotovoltaica i l'emissió de llum (LED i amplificadors de llum) basats en dispositius nanomètrics i materials semiconductors seguint dues línies principals: punts quàntics semiconductors i perovskites d'halur. Aquesta última línia és, probablement, la més capdavantera en el desenvolupament de nous dispositius optoelectrònics. En la convocatòria de 2016, Mora Seró va aconseguir una Consolidator Grant del Consell Europeu d’Investigació (ERC) de dos milions d’euros per a desenvolupar el seu projecte No Limit durant cinc anys.
Referència de l’article:
Bruno Clasen Hames, Iván Mora-Seró i Rafael S. Sánchez “Device performance and light characteristics stability of quantum-dot-based white-light-emitting diodes” Nano Research, 11, (2018) 1575–1588

Español:
Una investigación de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) avanza en el diseño de LED blancos basados en puntos cuánticos con objeto de mejorar la iluminación en pantallas de alta definición, entre otras aplicaciones. Los resultados de este trabajo dirigido por el profesor de Física Aplicada Iván Mora Seró, miembro del Instituto de Materiales Avanzados (INAM), se han publicado en la revista Nano Research.
«Hemos estudiado la estabilidad de la emisión de luz blanca de los LED en función de sus distintos componentes de color –azul, verde, rojo y naranja– mediante técnicas electroópticas», argumenta Mora Seró. El investigador del Departamento de Física comenta que los puntos cuánticos permiten obtener un grado de pureza en el color de la iluminación, «fundamental para conseguir pantallas –para ordenadores, televisiones, etc.– más finas y con una iluminación de mejor calidad, como es el caso de las llamadas pantallas QD TV SUHD, televisión de puntos cuánticos (quantum dots) con super ultra high definition».
Este trabajo –que ha contado con la participación de otros miembros de la unidad de investigación del INAM, como Rafael S. Sánchez y Bruno Clasen Hames– se enmarca en la línea de investigación del proyecto No Limit. El profesor Iván Mora Seró consiguió el año pasado una Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) –la primera obtenida desde la UJI– de dos millones de euros para producir células solares con materiales de naturaleza diversa, como los puntos cuánticos coloidales y las perovskitas de haluro.
El objetivo de la investigación de Mora Seró también es avanzar en la evolución de los LED, a la vez que conseguir dispositivos de luz más económicos, menos contaminantes y que presentan una eficiencia energética más elevada. Porque, como señala el investigador, «entre un 15 y un 20% de la energía mundial se dedica a la iluminación; en consecuencia, obtener fuentes de luz más baratas y eficientes resulta una contribución fundamental de cara al ahorro energético y a retos globales como el calentamiento global y el cambio climático».
Esta investigación se basa en el desarrollo de una tecnología de LED que utiliza puntos cuánticos para una emisión de luz con colores más puros. El color con el que emiten los puntos cuánticos depende de su tamaño y puede ser controlado en los procesos de síntesis química. De este modo, en los laboratorios de la UJI se han preparado LED con puntos cuánticos con emisión en azul, verde, naranja y rojo para formar, finalmente, LED blancos con la combinación de puntos cuánticos de distintos colores (como se muestra la fotografía). La estabilidad de la emisión, así como la brillantez y eficiencia, han sido significativamente estudiadas. «Los puntos cuánticos presentan una emisión muy estrecha en términos de longitud de onda, lo que permite obtener colores más puros y, por tanto, una mayor definición en las pantallas», concluye.
El mismo equipo de investigación del INAM de la UJI está aplicando esta experiencia a nuevos puntos cuánticos formados con perovskitas de haluro que exhiben una anchura de emisión todavía menor y, por tanto, un potencial mayor de cara a mejorar las prestaciones actuales de definición de color.
Iván Mora Seró es profesor del Departamento de Física de la Universitat Jaume I e investigador principal del Grupo de Semiconductores Avanzados (GAS) del Instituto Universitario de Materiales Avanzados. Su investigación se ha centrado en el crecimiento de cristales, los dispositivos nanoestructurados, las propiedades de transporte y recombinación, la fotocatálisis, la caracterización eléctrica de sistemas fotovoltaicos, electrocrómicos y de división de agua, haciendo tanto trabajos experimentales como teóricos. Su actividad de investigación reciente se centra en nuevos conceptos para la conversión fotovoltaica y la emisión de luz (LED y amplificadores de luz) basados en dispositivos nanométricos y materiales semiconductores siguiendo dos líneas principales: puntos cuánticos semiconductores y perovskitas de haluro. Esta última línea es, probablemente, la más puntera en el desarrollo de nuevos dispositivos optoelectrónicos. En la convocatoria de 2016, Mora Seró consiguió una Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) de dos millones de euros para desarrollar su proyecto No Limit durante cinco años.
Referencia del artículo:
Bruno Clasen Hames, Iván Mora-Seró i Rafael S. Sánchez “Device performance and light characteristics stability of quantum-dot-based white-light-emitting diodes” Nano Research, 11, (2018) 1575–1588