Un verde envidiable

El semiconductor cristalino nitruro de galio (GaN) ha abierto la puerta a obtener láseres verdes gracias a sus extraordinarias propiedades optoelectrónicas. El resultado son dispositivos de nitruro de galio e indio (InGaN) que funcionan en la región espectral del verde (longitudes de onda en torno a 510 – 570 nm). No obstante, a pesar del progreso reciente, los diodos emisores de luz y láser (LED) de InGaN de alta calidad son muy difíciles de obtener.

Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha abordado las bases técnicas para resolver las deficiencias en este campo mediante el proyecto SINOPLE. El equipo del proyecto se centró en el uso de la epitaxia mediante haces moleculares (MBE) para depositar capas activas de InGaN ricas en In sobre monocristales de GaN prácticamente libres de dislocaciones. Incorporar niveles elevados de In es un requisito previo para obtener emisores de color verde. No se había logrado anteriormente mediante MBE y las heteroestructuras de InGaN/GaN ricas en In no se conocían en detalle.

Los investigadores lograron hacer crecer InGaN con un alto contenido de In (hasta el 20 %) epitaxial sobre distintos sustratos mediante MBE. También tuvieron éxito con InGaN sobre óxido de zinc. En el camino hacia el desarrollo de los dispositivos, el equipo también elaboró un método muy sensible para caracterizar las fluctuaciones de In mediante microscopia electrónica de transmisión con una exactitud sin precedentes.

Los investigadores obtuvieron finalmente distintos láseres en los rangos del espectro ultravioleta, azul y verde. El nuevo sistema de MBE facilitó la obtención de InGaN de mayor calidad y produjo un registro de diodos láser obtenidos mediante MBE de nitruro bombeado eléctricamente con emisión a una longitud de onda de 482 nm.

Además, el equipo obtuvo diodos láser de onda continua con una longitud de onda de 450 nm, 60 mW de potencia y una vida útil de más de 5 000 h. El resultado muestra que MBE puede competir con el depósito químico en fase vapor con precursores metalorgánicos (MOVCD) convencional. Además, esta técnica admite cierta flexibilidad en la temperatura de procesamiento y sustratos que no se pueden utilizar con MOCVD.

SINOPLE ha avanzado de forma importante en el estado de la técnica en relación con la obtención de láseres LED verdes con valores mayores de eficiencia, potencia y vida útil. Las posibilidades de aplicación de esta fuente de luz coherente tan elusiva son enormes. Desde visores de información hasta televisores o aplicaciones biomédicas, el mundo está a punto de recibir una sorpresa que le abrirá los ojos.