GIANT LED CATHEDRAL

A glowing cathedral like structure, known as the Luminarie De Cagna, has been incredibly lighted with LEDs during the 2012 Light Festival in Ghent, Belgium. 55 000 LEDs lighted the 91 feet high structure. Despite the amazing light and color, the whole structure only uses 20 kilowatts per hour of energy.

At Mexico City (Mexico), the Tlatelolco University Cultural Center is also lighted with LEDs through the awesome "Xipe Tótec" work made by the artist Thomas Glassford.

The phenomena behind the LEDs light emission are explained only by quantum physics. The Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor sources of light. They work as electroluminescent devices, it means that they emit light through the recombination of electrons and holes which were excited by electrostatic energy. The wavelength associated to the photons emitted by these semiconductors is characteristic of the bands energy structure of each semiconductor.

The next interactive simulation from the PhET project of the University of Colorado helps to explain how a semiconductor diode works. The simulation allows to modify the dopants of each one of the two materials forming the diode as well as to modify the voltage applied to them. Under certain conditions the charge carriers flow through the diode, changing their energetic state; the charge carriers pass from a higher energy level to a lower one, emitting photons with an energy equal to the difference of energies between both levels (this emission is not explicitely shown in the simulation).

Click to Run

There is also very recent research on LEDs from a sol-gel method approach, some interesting works are reported in

•  "Low-temperature, high-performance solution-processed metal oxide thin-film transistors formed by a sol-gel on chip process". K. K. Banger, Y. Yamashita, K. Mori, R. L. Peterson, T. Leedham, J. Rickard, H. Sirringhaus. NATURE MATERIALS 10, 45 (2011)
•  "Thermally stable transparent sol-gel based siloxane hybrid material with high refractive index for light emitting diode (LED) encapsulation". J. S. Kim, S. Yang, B. S. Bae. CHEMISTRY OF MATERIALS 22, 3549 (2010) 
• "Efficient red phosphors Na5Ln(MoO4)4:Eu3+ (Ln=La, Gd and Y) for white LEDs". C. Guo, F. Gao, Y. Xu, L. Liang, F. G. Shi, B. Yan. JOURNAL OF PHYSICS D : APPLIED PHYSICS 42, 095407 (2009)

Una estructura tipo catedral, conocida como la Luminarie De Cagna, ha sido iluminada, de manera increíble, con LEDs durante el 2012 Light Festival en Ghent, Bélgica. 55 000 LEDs iluminaron la estructura de 91 pies de altura. A pesar de la impresionante luz y sus colores, toda la estructura usa solamente 20 kilowatts por hora de energía.

En la Ciudad de México (México) el Centro Cultural Universitario Tlatelolco también está iluminado con LEDs, a través del impresionante trabajo "Xipe Tótec" del artista Thomas Glassford.

 


Los fenómenos que están detrás de la emisión de luz por parte de los LEDs se explican sólamente a partir de la física cuántica. Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son fuentes de luz semiconductoras. Ellos funcionan como dispositivos electroluminiscentes, ésto significa que emiten luz a partir de la recombinación de electrones y huecos que fueron excitados por energía electrostática. La longitud de onda asociada a los fotones emitidos por estos semiconductores es característica de la estructura de bandas de energía de cada semiconductor.

La siguiente simulación interactiva del proyecto PhET de la Universidad de Colorado ayuda a explicar como funciona un diodo semiconductor. La simulación permite modificar los contaminantes de cada uno de los materiales que forman al diodo, así como también modificar el voltaje que se les aplica. Bajo ciertas condiciones, los portadores de carga pasan a través del diodo, cambiando su estado de energía; los portadores de carga pasan de un nivel de energía mayor a uno menor, emitiendo fotones con una energía igual a la diferencia de energías existente entre ambos niveles (esta emisión no se muestra explícitamente en la simulación).

Click to Run

También existe trabajo de investigación reciente acerca de los LEDs desde el campo del método sol-gel, algunos trabajos interesantes se encuentran reportados en

•  "Low-temperature, high-performance solution-processed metal oxide thin-film transistors formed by a sol-gel on chip process". K. K. Banger, Y. Yamashita, K. Mori, R. L. Peterson, T. Leedham, J. Rickard, H. Sirringhaus. NATURE MATERIALS 10, 45 (2011)
•  "Thermally stable transparent sol-gel based siloxane hybrid material with high refractive index for light emitting diode (LED) encapsulation". J. S. Kim, S. Yang, B. S. Bae. CHEMISTRY OF MATERIALS 22, 3549 (2010)
•  "Efficient red phosphors Na5Ln(MoO4)4:Eu3+ (Ln=La, Gd and Y) for white LEDs". C. Guo, F. Gao, Y. Xu, L. Liang, F. G. Shi, B. Yan. JOURNAL OF PHYSICS D : APPLIED PHYSICS 42, 095407 (2009)