El desenvolupament de fonts de llum eficients a la regió de l'ultraviolat llunyà (UV-C, longitud d'ona curta no visible a l'ull humà) és fonamental per a facilitar tasques de desinfecció, com la purificació de l'aigua o l'esterilització d'instrumental mèdic, entre altres. En l'actualitat, aquestes fonts de llum estan basades en llums de mercuri, un contaminant del medi ambient que cal reduir.

En paral·lel als estudis per al desenvolupament del LED blau, que ha permés obtindre llum blanca d'alta eficiència i baix cost (Premi Nobel de Física 2014), la comunitat científica persegueix l'obtenció de fonts de llum UV-C basades en la tecnologia LED, que tenen l'avantatge d'estar lliures de mercuri, a més de ser més xicotetes, versàtils i eficients.

No obstant això, aconseguir un LED que emeta amb longitud d'ona cada vegada menor comptava, fins ara, amb dos obstacles importants: d'una banda, la mala qualitat dels materials obtinguts quan tracten d'integrar-se amb la tecnologia del silici; i d’altra, la dificultat d'incorporar impureses al material en concentració prou alta per a millorar les seues propietats i aconseguir el correcte funcionament dels dispositius.

Un equip de recerca format pel grup POEMES (Propietats Optoelectròniques de Materials Avançats i Superfícies), de l’ICMUV-Universitat de València, en col·laboració amb la Universitat de Grenoble (França), acaben de donar solució a tots dos problemes, tal com es reflecteix en l'article ‘Mg and In Codoped p-type AIN Nanowires for pn Junction Realization’, publicat recentment a la revista Nano Letters.

El treball mostra un material, pràcticament lliure de defectes, en forma de nanofils que creixen sobre un sòl de silici, i aconsegueix modificar les seues propietats gràcies a la introducció en el material d'àtoms de magnesi i indi. “Per a canviar les propietats d'un material és necessari incorporar allò que en ciència de semiconductors anomenem ‘impureses’, i en aquest cas necessitàvem introduir magnesi en quantitats majors a les que el material acceptava”, explica Ana Cros, científica responsable del grup POEMES. “Finalment hem aconseguit multiplicar per deu les impureses gràcies a la introducció d'àtoms d'indi, que afavoreixen la incorporació del magnesi en el material”, conclou.

El resultat obri una nova via per al desenvolupament de LED d'alta eficiència en l'ultraviolat llunyà, per al desenvolupament de dispositius de desinfecció lliures de mercuri, més compactes, més barats i més versàtils. Aquesta investigació s'emmarca dins el projecte EFIMAT (Materials Avançats per a l'Eficiència Energètica), finançat per la Generalitat Valenciana (PROMETEO2018/123).

Referència:
Mg and In Codoped p-type AlN Nanowires for pn Junction Realization. Alexandra-Madalina Siladie, Gwénolé Jacopin, Ana Cros, Nuria Garro, Eric Robin, Damien Caliste, Pascal Pochet, Fabrice Donatini, Julien Pernot, and Bruno Daudin
Nano Letters Article ASAP

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01394