El asombroso poder de los LED azules

  • Escrito por Chris Baraniuk
  • reportero de tecnología

Fuente de imagen, Fotografía de Míchigan

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Con una capacidad de aproximadamente 107.000 personas, el Michigan Stadium es el estadio más grande de los Estados Unidos.

El estadio más grande de Estados Unidos, lleno con decenas de miles de fanáticos del fútbol americano que gritaban, estaba bañado por una luz azul. La gente en las gradas levantó sus teléfonos, creando un mar de puntos parecidos a estrellas en la audiencia.

“¡Este es nuestro equipo! ¡Esto es Michigan!” Se publicó un vídeo en la pantalla gigante mientras estallaban los vítores.

La atmósfera se vio realzada por un nuevo sistema de entretenimiento visual que debutó en el Michigan Stadium el 16 de septiembre. Secuencias coloridas de luces intermitentes celebran el aterrizaje o acompañan la música.

Los colores del equipo de la Universidad de Michigan son el amarillo o “maíz” y el azul. El espectáculo de luces está diseñado para combinar.

“Esto impacta al 100 por ciento la experiencia en el estadio”, dice Jake Stoker, director de presentación de juegos y experiencia de los fanáticos en la Universidad de Michigan.

“Otro elemento interesante de asistir a un partido de fútbol es que no estás sentado en el sofá de casa”.

Como en muchos estadios, los diodos emisores de luz (LED) proporcionan un espectáculo de luces en el Michigan Stadium.

Fuente de imagen, Diane Nastky

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La luz LED azul fue la más difícil de generar.

Pero no hace mucho tiempo, unos LED azules lo suficientemente potentes como para iluminar un estadio tan grande (el tercero más grande del mundo) habrían parecido escandalosamente avanzados. Los LED brillantes que emiten luz azul no se inventaron hasta los años 90. Los científicos que idearon esta tecnología recibieron posteriormente el Premio Nobel.

Los investigadores dicen que los LED podrían ser más baratos y más eficientes energéticamente de lo que son hoy. Podrían revolucionarlo todo, desde la iluminación exterior hasta los cascos de realidad virtual.

En el Michigan Stadium, los diferentes colores mostrados por los sistemas de iluminación de entretenimiento se producen utilizando módulos o luces LED rojas (R), verdes (G) y azules (B), dice Brad Schlesselman, ingeniero de investigación senior de Musco Lighting, que suministró la tecnología. En realidad, los sistemas RGB pueden emitir una amplia gama de colores simplemente mezclando rojo, verde y azul en diferentes intensidades.

“Incluso ha llegado al nivel de la escuela secundaria, donde hay una demanda de los cambios de color y las cosas teatrales que estamos viendo en Michigan”, añade Schlesselman.

Además, pueblos y ciudades de Estados Unidos están instalando iluminación LED en puntos de referencia locales, incluidas torres de agua, para iluminar edificios con colores especiales para eventos u ocasiones específicas. El rosa es para el Mes de Concientización sobre el Cáncer de Mama, por ejemplo, que cae este mes, octubre.

Quizás el uso más interesante de los LED fue en Las Vegas Sphere, que se inauguró el mes pasado. Millones de LED pueden transformar el exterior en casi cualquier patrón o imagen que puedas imaginar, iluminando las enormes pantallas del interior.

Fuente de imagen, imágenes falsas

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Millones de luces LED iluminan el Strip de Las Vegas, inaugurado este año

Sin embargo, en las décadas de 1970 y 1980, los LED eran rutinariamente descartados por ineficientes. “No hay manera de que esta pequeña luz de juguete pudiera hacer algo útil; esa era la actitud en ese momento”, dice Paul Scheidt, gerente senior de marketing de productos de Cree LED, un importante fabricante de dispositivos. Las fuentes de luz costosas y de baja emisión podrían haber sido adecuadas para un pequeño LED rojo o un control remoto de TV por infrarrojos, pero nada más.

Eso cambió cuando los ingenieros pudieron producir LED que emiten muchos más fotones o luz que antes. Los LED emiten luz cuando los electrones (partículas cargadas negativamente) dentro del dispositivo caen de un estado de energía superior a uno inferior. Este proceso libera energía en forma de luz. Al utilizar diferentes materiales, puede ajustar el tamaño de la gota (conocido como banda prohibida) y la longitud de onda o el color de la luz emitida.

El color azul fue especialmente difícil porque el material base necesario para este color era nitruro de galio. Fue difícil de fabricar. Sin defectos. Pero el azul es un color fuerte y de muy alta energía (con una gran banda prohibida), por lo que los LED azules podrían usarse como base para todos los demás colores en algunas pantallas de TV OLED RGB, por ejemplo; originalmente, solo se usarían los tonos rojo y verde. Iluminado por los LEDs.Azul.

Sin embargo, una nueva tecnología LED está esperando entre bastidores porque los científicos dicen que esta tecnología podría ser más eficiente.

Fuente de imagen, Laboratorio Congreve

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Dan Congreve de la Universidad de Stanford está trabajando en LED azules más baratos y brillantes

Dan Congreve y sus colegas de la Universidad de Stanford están trabajando en LED fabricados a partir de cristales de perovskita, un material que se utiliza a menudo en las células solares. Las perovskitas son baratas y fáciles de fabricar. El Dr. Congreve dice que son “ajustables” al color deseado e incluso se pueden mezclar en una solución y luego pintar sobre superficies como recubrimientos emisores de luz.

Sin embargo, mantener estables los LED de perovskita es difícil. Se siguen rompiendo.

“Los ampliamos y medimos, y mueren muy rápidamente”, dice Congreve. Añade que espera que se supere este problema. Él y sus colegas ya han mejorado la estabilidad desde sus primeros experimentos.

Si pueden superar estos problemas, los LED de perovskita podrían usarse en una amplia gama de dispositivos, afirma John Buckridge, físico de materiales del University College de Londres.

Por otra parte, en Japón, los investigadores crearon recientemente un LED azul que puede funcionar con una sola batería AA que suministra solo 1,47 voltios. Normalmente, necesitará un mínimo de 4 voltios. “Esto es notable, como una hazaña de ingeniería”, dice el Dr. Congreve, que no participó en el trabajo.

El sistema utiliza física inteligente para mejorar la producción de fotones. En los LED convencionales, cuando se aplica energía, los materiales internos alcanzan estados de excitación que en realidad no emiten luz las tres cuartas partes del tiempo. El equipo de Japón pudo animar a estos estados excitados a combinarse y producir luz, requiriendo inicialmente menos energía. Han publicado su trabajo. En un artículo de septiembre.

Para tecnologías como la realidad virtual y la realidad aumentada, necesitamos LED muy brillantes para ver las imágenes con claridad, dice Keith Strickland, director ejecutivo de Plessey Semiconductors, una empresa británica que trabaja con Meta en este tipo de dispositivos.

Pero las pantallas OLED actuales no son lo suficientemente brillantes, por lo que la compañía está desarrollando micro-LED, LED individuales rojos, verdes o azules, que tienen un tamaño significativamente menor a 20 micrones, es decir, menos de un tercio del grosor de un cabello humano.

Y en esta escala microscópica, el rojo es en realidad el más desafiante, dice el Dr. Strickland. Los LED rojos pequeños sufren más por la ineficiencia en el borde del componente que produce la luz. Dado que el dispositivo es tan pequeño, su borde tiene un efecto exagerado, lo que hace que estos problemas sean más notorios.

Los LED se están volviendo omnipresentes rápidamente, pero su desarrollo tecnológico aún está lejos de estar completo. Como dice el Dr. Congreve, “todavía hay espacio para crecer” y, muy probablemente, para brillar.

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