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¿Qué es la electroluminiscencia? ¿Cómo se define? ¿Qué científicos observaron por primera vez este efecto? ¿Cuáles son las propiedades de electroluminiscencia? ¿Cómo se forma?

La electroluminiscencia es luz producida en ciertos cristales mediante la conversión de energía eléctrica de una fuente de alimentación externa de CC o CA. La luz se produce sin ningún aumento significativo de la temperatura del material emisor de luz. Se han utilizado varias técnicas para crear electroluminiscencia.

En 1907, el físico británico HJ Round observó la electroluminiscencia cuando colocó electrodos puntuales en un cristal de carburo de silicio (SiC) y pasó una corriente a través de él. Este efecto ha sido investigado más extensamente por el físico ruso Oleg Vladimirovich Losev desde 1923, pero su explicación completa solo ha sido posible después de los desarrollos en la física del estado sólido desde 1945.

La forma más fuerte de electroluminiscencia vista por Round y Losev se debió a la recombinación radiativa de electrones y huecos en una unión pn que ocurre en un cristal de SiC con impurezas. Cuando se inyectan electrones en un material de tipo p (donde predominan los huecos) o cuando se inyectan huecos en un material de tipo n donde dominan los electrones, los electrones y los huecos se recombinan en la unión pn de varias maneras, algunas de las cuales resultan. emisión de luz visible o radiación infrarroja.

Este efecto se ha explotado utilizando cristales especialmente preparados de compuestos semiconductores como el arseniuro de galio (GaAs). Los diodos pn monocristalinos hechos de GaAs emiten radiación infrarroja cercana con una eficiencia del 40 %, y los diodos hechos de fosfuro de galio (GaP) emiten luz roja con una eficiencia aproximada del 7 % y luz verde con una eficiencia aproximada del 0,5 %. Las longitudes de onda emitidas por los cristales de GaAs y los cristales de otros compuestos de los grupos III y V de la tabla periódica van desde los 630 nanómetros hasta los 30 micrómetros.

La electroluminiscencia coherente fue obtenida por primera vez a partir de diodos de GaAs por trabajadores estadounidenses en 1962. Aquí, los procesos de recombinación de huecos de electrones no ocurren al azar sino en fase, y se emite un estrecho haz de radiación infrarroja coherente de enorme intensidad.

Los diodos pn electroluminiscentes coherentes e incoherentes son fuentes puntuales pequeñas que se utilizan para incendios piloto; procesamiento de datos óptico-electrónicos; sistemas cambiantes; comunicaciones de visión directa, por ejemplo, como lámparas infrarrojas para dispositivos de visión nocturna; y muestra datos alfanuméricos.

Un método diferente para inducir la electroluminiscencia fue descubierto en 1936 por el físico francés Georges Destriau. Para mejorar su método, se incrustan en un aislante polvos microcristalinos que consisten en pequeñas partículas de sulfuro de zinc dopado con cobre (ZnS, un compuesto II-VI). resina y colocado entre dos grandes placas planas de condensadores, una de las cuales es transparente. Cuando se aplica un voltaje alterno a las placas, las partículas emiten luz dos veces por ciclo, con luminancias de hasta miles de foot-lamberts. En este método, los electrones y los huecos se emiten alternativamente al ZnS desde el campo. Los agujeros se mantienen allí durante medio ciclo hasta que se recombinan con más electrones móviles, lo que da como resultado la emisión de luz. La eficiencia es de alrededor del 1%, pero disminuye al aumentar el brillo.