El Cient铆fico Argentino Ing. Juan Jos茅 Cinalli ha desarrollado un dispositivo electr贸nico que a煤n esta en fase de experimentaci贸n en su mini-laboratorio, 聽con el fin de magnificar la luz emitida por los Diodos Emisores de Luz , 聽comunmente conocidos por sus siglas en ingles como LEDs (Light-Emitting Diode) . Al proyecto lo ha denominado LUMEN-2

Un diodo emisor de luz es un dispositivo de uni贸n PN que cuando se polariza directamente emite luz. Al aplicarse una tensi贸n directa a la uni贸n, se inyectan huecos en la capa P y electrones en la capa N. Como resultado de ello, ambas capas tienen una mayor concentraci贸n de portadores (electrones y huecos) que la existente en equilibrio. Debido a esto, se produce una recombinaci贸n de portadores, liber谩ndose en dicha recombinaci贸n la energ铆a que les ha sido comunicada mediante la aplicaci贸n de la tensi贸n directa. Se pueden distinguir dos tipos de recombinaci贸n en funci贸n del tipo de energ铆a que es liberada: Recombinaci贸n no radiante : la mayor铆a de la energ铆a de recombinaci贸n se libera al cristal como energ铆a t茅rmica. 鈥 Recombinaci贸n radiante: la mayor铆a de la energ铆a de recombinaci贸n se libera en forma de radiaci贸n. La energ铆a liberada cumple la ecuaci贸n: Siendo E la diferencia de energ铆a entre el electr贸n y el hueco que se recombinan expresada en electr贸n-voltios. Esta energ铆a depende del material que forma la uni贸n PN. Para caracterizar la eficacia en la generaci贸n de fotones se definen una serie de par谩metros: La eficacia cu谩ntica interna (s) es la relaci贸n entre el n煤mero de fotones generados y el n煤mero de portadores (electrones y huecos) que cruzan la uni贸n PN y se recombinan. Este par谩metro debe hacerse tan grande como sea posible. Su valor depende de las probabilidades relativas de los procesos de combinaci贸n radiante y combinaci贸n no radiante, que a su vez dependen de la estructura de la uni贸n el tipo de impurezas, y sobre todo, del material semiconductor. Sin embargo, la obtenci贸n de una alta eficacia cu谩ntica interna no garantiza que la emisi贸n de fotones del LED sea alta. La radiaci贸n generada en la uni贸n es radiada en todas las direcciones. Es esencial que esa radiaci贸n generada en el interior del material pueda salir de 茅l. A la relaci贸n entre el n煤mero de fotones emitidos y el n煤mero de portadores que cruzan la uni贸n PN se le llama eficacia cu谩ntica externa (ext). Las causas de que ext sea menor que s son tres: 鈥 S贸lo la luz emitida en la direcci贸n de la superficie entre el semiconductor y el aire es 煤til. 鈥 En la superficie entre el semiconductor y el aire se pueden dar fen贸menos de reflexi贸n, quedando los fotones atrapados en el interior del material. 鈥 Los fotones pueden ser absorbidos por el material para volverse a formar un par electr贸n-hueco.

Encapsulado de los leds
Existen numerosos encapsulados disponibles para los leds y su cantidad se incrementa de a帽o en a帽o a medida que las aplicaciones de los leds se hacen mas especificas. Por ahora nos detendremos a estudiar las partes constitutivas de un led a trav茅s de la figura la cual representa tal vez el encapsulado m谩s popular de los leds que es el T1 戮 de 5mm. de di谩metro.
Partes constitutivas de un LED
Como vemos el led viene provisto de los dos terminales correspondientes que tienen aproximadamente 2 a 2,5 cm de largo y secci贸n generalmente de forma cuadrada. En el esquema podemos observar que la parte interna del terminal del c谩todo es m谩s grande que el 谩nodo, esto es porque el c谩todo esta encargado de sujetar al sustrato de silicio, por lo tanto ser谩 este terminal el encargado de disipar el calor generado hacia el exterior ya que el terminal del 谩nodo se conecta al chip por un delgado hilo de oro, el cual pr谩cticamente no conduce calor. Es de notar que esto no es as铆 en todos los leds, solo en los 煤ltimos modelos de alto brillo y en los primeros modelos de brillo est谩ndar, ya que en los primeros led de alto brillo es al rev茅s. Por eso no es buena pol铆tica a la hora de tener que identificar el c谩todo, hacerlo observando cual es el de mayor superficie. Para eso existen dos formas m谩s convenientes, la primera y m谩s segura es ver cual es el terminal mas corto, ese es siempre el c谩todo no importa que tecnolog铆a sea el led. La otra es observar la marca plana que tambi茅n indica el c谩todo, dicha marca plana es una muesca o rebaje en un reborde que tiene los leds. Otra ves este no es un m茅todo que siempre funciona ya que algunos fabricantes no incluyen esta muesca y algunos modelos de leds pensados para aplicaciones de cluster donde se necesitan que los leds est茅n muy pegados, directamente no incluye este reborde. El terminal que sostiene el sustrato cumple otra misi贸n muy importante, la de reflector, ya que posee una forma parab贸lica o su aproximaci贸n semicircular, este es un punto muy critico en la fabricaci贸n y concepci贸n del led ya que un mal enfoque puede ocasionar una perdida considerable de energ铆a o una proyecci贸n despareja. Un led bien enfocado debe proyectar un brillo parejo cuando se proyecta sobre una superficie plana. Un led con enfoque defectuoso se puede identificar porque proyecta formas que son copia del sustrato y a veces se puede observar un aro mas brillante en el exterior de circulo, s铆ntoma seguro de que la posici贸n del sustrato se encuentra debajo del centro focal del espejo terminal. Dentro de las caracter铆sticas 贸pticas del led aparte de su luminosidad esta la del 谩ngulo de visi贸n, se define generalmente el 谩ngulo de visi贸n como el desplazamiento angular desde la perpendicular donde la potencia de emisi贸n disminuye a la mitad. Seg煤n la aplicaci贸n que se le dar谩 al led se necesitara distintos 谩ngulos de visi贸n as铆 son t铆picos leds con 4, 6, 8, 16, 24, 30, 45, 60 y hasta 90 grados de visi贸n. Generalmente el 谩ngulo de visi贸n esta determinado por el radio de curvatura del reflector del led y principalmente por el radio de curvatura del encapsulado. Por supuesto mientras mas chico sea el 谩ngulo y a igual sustrato semiconductor se tendr谩 un mayor potencia de emisi贸n y viceversa. Otro componente del led que no es muestra en la figura pero que es com煤n encontrarlo en los led de 5mm son los stand-off o separadores, son topes que tienen los terminales y sirven para separar los leds de la plaqueta en aplicaciones que as铆 lo requieren, generalmente si se va colocar varios leds en una plaqueta conveniente que no tenga stand – off ya que de esta forma el encapsulado del led puede apoyarse sobre la plaqueta lo que le dar谩 la posici贸n correcta, esto es especialmente importante en leds con 谩ngulo de visi贸n reducido.
Estudio concreto:
En resumidas cuentas en lo que se esta trabajando es en mejorar las cualidades lum铆nico /energ茅ticas de estos diminutos emisores lum铆nicos llamados LED combinado con una tecnolog铆a de control lum铆nico modulado llamado Lampyris ( Cinalli Juan Jos茅). Ya que modulando a los electrones emitidos desde el hueco en la capa P hacia la capa N , estos electrones se los hace 芦vibrar禄 a una determinada sinton铆a liberando un fot贸n extra (SPIN) , lo que permitir铆a un aumento sustancial de su rendimiento lum铆nico/energ茅tico superando el 30% . Se espera en corto tiempo superar los 150Lumenes/w utilizando dicha tecnolog铆a.
Fuente:聽http://www.facebook.com/notes/juan-jos%C3%A9-cinalli/proyecto-lumen-2/266063640074229?notif_t=note_tag









