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Un team di ricercatori dell'Università della California a Santa Barbara (UCSB) ha compiuto un passo avanti significativo nel campo della fotonica, sviluppando microLED di dimensioni incredibilmente ridotte, paragonabili allo spessore di un capello umano (circa 100 μm). Questi dispositivi, realizzati in nitruro di gallio (GaN), integrano una speciale architettura con riflettori di Bragg distribuiti lateralmente, una caratteristica che ottimizza l'emissione luminosa e l'efficienza sia verso l'aria che attraverso il substrato.
La ricerca, guidata da illustri esperti nel settore dei LED, tra cui il premio Nobel Shuji Nakamura, ha evidenziato come i nuovi microLED superino le prestazioni dei dispositivi convenzionali. In particolare, la potenza ottica è aumentata del 20% sul lato aria e di oltre il 130% sul lato del substrato. L'efficienza elettrica ha visto un incremento del 35%, mentre l'efficienza complessiva è migliorata del 46%.
Un ulteriore vantaggio di questi microLED è la riduzione dell'angolo di divergenza del fascio luminoso di circa il 30%. Questo si traduce in un'emissione più direzionale, avvicinandosi alle caratteristiche dei laser, pur mantenendo la natura non coerente della luce emessa. È fondamentale sottolineare che questi miglioramenti sono ottenuti senza l'ausilio di complessi sistemi di raffreddamento, un aspetto che differenzia notevolmente questa tecnologia dai laser tradizionali, spesso bisognosi di raffreddamento supplementare, specialmente nei contesti dei data center.
L'applicazione principale di questi microLED ultrasottili risiede nella potenziale sostituzione dei laser nelle comunicazioni ottiche a corto raggio, in particolare all'interno dei data center. I sistemi di trasmissione dati basati su laser soffrono di surriscaldamento, elevato consumo energetico e problemi di affidabilità. I microLED proposti, invece, operano a temperature più elevate, consumano meno energia e si integrano più facilmente nei sistemi esistenti. Questa tecnologia promette di trovare impiego anche in display ultra-luminosi e sottili, nonché in sistemi di realtà aumentata e virtuale (AR/VR), dove la compattezza e l'efficienza energetica sono requisiti cruciali.
Lo sviluppo di questi microLED apre la strada a sistemi di comunicazione ottica a corto raggio più economici, affidabili e scalabili. Sebbene sia necessario un ulteriore incremento dell'efficienza e lo sviluppo di tecniche di produzione di massa per competere pienamente con i laser, i risultati attuali indicano che i microLED, se progettati accuratamente, possono rivaleggiare con i laser in numerose applicazioni pratiche. L'innovazione dell'UCSB potrebbe quindi segnare una svolta nel futuro della trasmissione dati e della tecnologia display.
