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Miércoles, 17 junio 2015
Nanotecnología

La lámpara eléctrica de incandescencia más delgada del mundo

Con un filamento de solo un átomo de grosor, la bombilla más delgada del mundo ha emitido su primera luz, claramente visible. El filamento es de grafeno (una capa de átomos de carbono posicionados de un modo que conforman una retícula hexagonal, similar a la de un panal de miel, y con un grosor de tan solo 1 átomo). Los creadores de esta singular lámpara unieron pequeñas tiras de grafeno a electrodos metálicos, suspendieron las tiras por encima del sustrato en un chip, e hicieron pasar una corriente a través de los filamentos para conseguir que se calentaran hasta emitir luz.

 

Este logro es obra del equipo internacional de Young Duck Kim y James Hone, de la Universidad Columbia en la ciudad estadounidense de Nueva York.

 

Esta nueva y exótica fuente de luz puede ser integrada en chips y abrirá el camino hacia la materialización de pantallas transparentes flexibles y asombrosamente delgadas, así como comunicaciones ópticas sobre chip basadas en el grafeno.

 

Generar luz en estructuras pequeñas sobre la superficie de un chip es esencial para desarrollar circuitos fotónicos completamente integrados que hagan con la luz lo que se hace ahora con las corrientes eléctricas en los circuitos integrados semiconductores convencionales. La comunidad científica ha desarrollado muchos métodos para hacer esto, pero nadie había conseguido integrar la fuente de luz artificial más simple y antigua, la bombilla incandescente, en un chip. Esto se debe sobre todo a que los filamentos de la bombilla deben estar extremadamente calientes, a miles de grados centígrados, para poder brillar en el rango visible del espectro electromagnético, y los hilos metálicos a escala micrométrica no pueden soportar tales temperaturas. Además, la transferencia de calor del filamento caliente hacia su entorno es extremadamente eficiente a esa escala micrométrica, lo que acarrea una propagación perjudicial del calor, provocando daños al chip y en definitiva haciendo inviables dichas estructuras.

 

[Img #28509]

 

Midiendo el espectro de la luz emitida desde el grafeno, el equipo pudo demostrar que el material estaba alcanzando temperaturas por encima de los 2.500 grados centígrados, lo bastante caliente como para resplandecer de forma brillante. La luz del grafeno, pese al grosor de tan solo un átomo que tiene el material, es tan intensa que resulta visible incluso a ojo desnudo, sin ningún aumento adicional.

 

La capacidad del grafeno de alcanzar tan altas temperaturas sin fundir el sustrato o los electrodos de metal se debe a otra interesante propiedad. A medida que se calienta, el grafeno conduce cada vez menos el calor. Esto significa que las altas temperaturas permanecen confinadas en un pequeño “punto caliente” en el centro.

 

Información adicional

 

 

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