Los LED, tan delgados como un cabello humano, pronto podrían asumir tareas tradicionalmente realizadas por láseres, desde la transmisión de datos dentro de racks de servidores hasta la alimentación de pantallas de última generación. Un nuevo estudio, del que Roark Chao, estudiante de doctorado de la Universidad de California en Santa Bárbara, es coautor, apunta a un camino prometedor. La investigación se publicó en la revista *Optics Letters*.
Roark Chao, estudiante de ingeniería eléctrica, dijo: «Estamos hablando de dispositivos que son realmente del tamaño de un folículo piloso. Si se puede diseñar cómo se emite la luz, estos LED en miniatura podrían empezar a reemplazar a los láseres para la comunicación de datos de corto alcance».
El estudio demuestra un diseño novedoso para diodos emisores de luz en miniatura que mejora simultáneamente la eficiencia y la direccionalidad del haz. Mediante el uso de reflectores de Bragg distribuidos que rodean lateralmente la región emisora, los investigadores lograron una potencia de salida aproximadamente un 20 % mayor desde el lado del aire y más del 130 % mayor desde el lado del sustrato en comparación con un dispositivo de referencia, al tiempo que redujeron el ángulo de divergencia del haz en aproximadamente un 30 %.
Además de guiar la luz con mayor precisión, los microLED rediseñados ofrecen una eficiencia significativamente superior. El equipo de investigación observó una mejora aproximada del 35 % en la eficiencia eléctrica y del 46 % en la eficiencia de la conexión en comparación con los diseños de microLED tradicionales; esto significa que estos dispositivos pueden convertir más energía eléctrica de los enchufes en luz útil.
Los microLED, que suelen tener un ancho de 100 micrómetros o menos, están surgiendo como una alternativa prometedora a los láseres en enlaces ópticos de corto alcance, particularmente en centros de datos donde la gestión térmica, la fiabilidad y el consumo de energía siguen siendo desafíos constantes.
Un problema importante con los láseres es que comienzan a presentar problemas térmicos a temperaturas relativamente bajas, dice Roark Chao. Los micro-LED pueden funcionar a temperaturas mucho más altas sin necesidad de refrigeración compleja. Esto significa menos reemplazos, menores costos y mayor flexibilidad en los centros de datos.
Con la continua expansión de la computación en la nube y la inteligencia artificial, los centros de datos deben transmitir enormes cantidades de información de forma rápida y eficiente. Incluso pequeñas mejoras en las fuentes de luz pueden tener un impacto económico significativo.
«Lo emocionante de los microLED es que ofrecen múltiples soluciones en un solo paquete», afirma Roark Chao. «Pueden mejorar la comunicación de datos, permitir pantallas más brillantes y delgadas, e incluso utilizarse en áreas como la realidad aumentada o la realidad virtual, todo ello utilizando la misma tecnología subyacente».
Roark Chao se matriculó en la UC Santa Barbara en 2020 como estudiante de ingeniería eléctrica y posteriormente cursó su doctorado. Atribuye el ritmo acelerado de trabajo de la universidad a su completa infraestructura de investigación, que abarca desde el crecimiento de materiales hasta la nanofabricación y las pruebas de dispositivos.
“Puedes simular diseños, cultivar cristales, fabricar dispositivos y realizar pruebas, todo en el campus”, afirma Roark Chao. “Esa rapidez, desde el concepto hasta el experimento, es lo que hace que este lugar sea tan poderoso”.
