¿Alguna
vez el inteligente lector se ha parado a pensar en la importancia de los
dispositivos que hacen posible la luz eléctrica? Durante el siglo XX las
luminarias habituales fueron bombillas incandescentes: un filamento de
wolframio emite luz cuando se calienta al pasar electricidad por él; poco
eficientes -un escaso diez por ciento de energía se transforma en luz, frente al
noventa por ciento en calor-, se están sustituyendo por lámparas fabricadas con
ledes, unos dispositivos cuyo mecanismo de emisión de luz es muy diferente.
Existen
materiales que conducen la electricidad -el cobre y la plata detentan la
primacía-, aislantes como el cuarzo o el vidrio, y semiconductores como el
silicio o germanio. Para mejorar la conducción de estos últimos –pues se trata
de aislantes que se convierten en conductores con relativa facilidad- les
incorporan minúsculas cantidades de otras sustancias: a cada millón de átomos
de silicio le agregan unos pocos átomos de un elemento que aporte electrones (fósforo
o arsénico) o que los secuestre (boro o galio); se consigue un semiconductor n en
el primer caso y uno p en el segundo. Si ponemos en contacto un trozo de
silicio n y uno p, esperamos que los electrones viajen desde el exceso al
defecto, o sea del n al p: y así sucede… por muy poquito tiempo: hasta que la
acumulación de electrones crea una carga negativa que repele a los que les
siguen. Se supera el inconveniente si conectamos el dispositivo (llamado diodo
por los técnicos) a una red eléctrica; cuando le proporcionan al semiconductor n
tantos electrones como le sustraen al p, el diodo conducirá la electricidad; cabe
reseñar que la corriente sólo puede circular en un sentido, y no en los dos
como por el habitual cable de cobre. Al circular la corriente por el diodo los
electrones caen en los huecos, pierden energía y emiten radiación infrarroja… o
luz visible si, en vez de silicio, usamos otros materiales (led llaman ahora al
diodo).
Como
los ledes son casi monocromáticos, para conseguir luz blanca necesitamos
combinar emisores de luz roja, verde y azul, o bien usar los azules y
ultravioletas con fósforo que absorbe parte de la radiación y emite luz blanca.
¿Qué tecnología preferimos? La segunda (pcLED), porque es más barata que la
primera (LED RGB). Un último apunte: las lámparas de ledes tienen un elevado
coste inicial, duran más y consumen mucha menos energía que las bombillas incandescentes.
¡Valore el lector astuto sus ventajas e inconvenientes!
1 comentario:
Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura han sido galardonados con el premio Nobel de Física 2014; por la invención de los diodos emisores de luz azul eficientes; estos ledes han permitido la fabricación de fuentes intensas de luz blanca, capaces de ahorrar mucha energía. Con palabras similares reconoció el comité Nobel la importancia de la nueva técnica. Poco más puedo añadir, excepto felicitar humildemente a tan conspicuos investigadores.
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