Samsung lidera la adopción comercial de puntos cuánticos sin cadmio, impulsando innovaciones que llevaron al Nobel de Química 2023
De izquierda a derecha: Sanghyun Sohn, responsable del Laboratorio de Pantallas Avanzadas de Samsung; Profesor Taeghwan Hyeon, experto de la Universidad Nacional de Seúl; y Doh Chang Lee, profesor del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) | Fotografía Créditos: Samsung.

Samsung lidera la adopción comercial de puntos cuánticos sin cadmio, impulsando innovaciones que llevaron al Nobel de Química 2023

Samsung ha marcado un antes y un después en la industria de los paneles para pantallas, gracias a la incorporación de los puntos cuánticos, definidos así por la firma surcoreana:

"Los puntos cuánticos son materiales de semiconductores ultrafinos que se miden en nanoescalas. Estos puntos producen luces de diferentes colores según el tamaño de las partículas: cuanto más grande sea el tamaño, más rojo será el color y, cuanto más pequeño, más azul. Estos materiales son capaces de emitir una luz de color precisa, ya que los tamaños de las partículas se ajustan a las velocidades del nivel cuántico, lo que da como resultado emisiones de luz precisas y eficientes. La mayor eficiencia de luminancia trae enormes cambios en la calidad de la imagen general".
Lista de verificación clave para garantizar la calidad de imagen, el color vibrante y la seguridad en televisores Neo QLED con tecnología Quantum Dot. | Imagen Créditos: Samsung

Además, agregan que:

"Estos puntos cuánticos tienen la capacidad de emitir diferentes colores de luz según su tamaño: las partículas más grandes generan tonos rojos, mientras que las más pequeñas producen tonos azules".

Los de puntos cuánticos, nanocristales semiconductores, premiados con el Premio Nobel de Química 2023, son capaces de emitir luz de diferentes colores dependiendo de su tamaño, lo que permite imágenes más precisas y vívidas en los televisores QLED.

Sanghyun Sohn, responsable del Laboratorio de Pantallas Avanzadas de Samsung Electronics | Fotografía Créditos: Samsung.

Sobre esta elección tecnológica, Sanghyun Sohn, responsable del Laboratorio de Pantallas Avanzadas de Samsung Electronics, señaló:

“Una de las razones por las que Samsung se centró en los puntos cuánticos son los picos excepcionalmente estrechos del espectro de emisión”.
Una comparación de las estructuras de bandas de energía en aislantes, semiconductores y conductores. | Imagen Créditos: Samsung

El fenómeno detrás de estos materiales, conocido como confinamiento cuántico, se basa en que al disminuir el tamaño de las partículas, cambia la longitud de onda del color emitido.

Doh Chang Lee, profesor del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) | Fotografía Créditos: Samsung

Doh Chang Lee, profesor del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), explicó claramente este concepto:

“A medida que las partículas de puntos cuánticos se hacen más pequeñas, la longitud de onda de la luz emitida cambia del rojo al azul. Es decir, el tamaño del nanocristal de puntos cuánticos determina su color”.
El tamaño determina la brecha de banda en los puntos cuánticos. | Imagen Créditos: Samsung

Sin embargo, los primeros puntos cuánticos dependían del uso de cadmio, un material tóxico restringido por normativas internacionales. Ante esto, Samsung decidió desde un inicio evitarlo completamente, lo que implicó desarrollar una nueva tecnología basada en fósforo e indio. Sohn enfatizó el compromiso ético detrás de esta decisión:

“Desde el principio adoptamos una política de cero cadmio. No hay espacio para compromisos cuando se trata de la seguridad del consumidor”.
IDTechEx: Los puntos cuánticos (QD) revolucionan los sensores de imagen
Los QD son nanocristales semiconductores de entre 2 y 10 nanómetros con características de tamaño ajustable. Presentan efectos de confinamiento cuántico debido a sus dimensiones a nanoescala.

El desafío técnico era significativo, ya que los puntos cuánticos basados en indio y fósforo eran difíciles de sintetizar y estabilizar debido a la naturaleza covalente de sus enlaces. Pese a ello, Samsung logró producirlos comercialmente en 2015 gracias a un proceso de recubrimiento triple para garantizar durabilidad y calidad visual equiparable a los basados en cadmio.

Profesor Taeghwan Hyeon, experto de la Universidad Nacional de Seúl | Fotografía Créditos: Samsung

El profesor Taeghwan Hyeon, experto de la Universidad Nacional de Seúl, valoró positivamente esta hazaña:

“Quedé realmente impresionado de que Samsung lograra comercializar una pantalla de puntos cuánticos sin cadmio”.
Una comparación entre puntos cuánticos basados en cadmio con enlaces iónicos y puntos cuánticos basados en indio con enlaces covalentes. | Imagen Créditos: Samsung

Este logro de Samsung marcó un cambio profundo, no solo en la industria tecnológica, sino también en la investigación científica, influyendo incluso en la obtención del Premio Nobel de Química 2023. Lee destacó este impacto académico:

“Las tendencias de investigación en la comunidad académica cambiaron notablemente después del lanzamiento de los televisores de puntos cuánticos de Samsung”.

Ahora Samsung continúa avanzando hacia el futuro con puntos cuánticos autoemisivos que no dependerán de fuentes externas de luz, proyectando innovaciones para realidad virtual y aumentada. Sohn expresó esta ambiciosa visión para la tecnología de pantallas:

“El objetivo final es ofrecer una experiencia indistinguible de la realidad. Como líderes en innovación de pantallas con puntos cuánticos, continuaremos avanzando con orgullo”.
Una comparación de las estructuras de LCD, QLED y QD-OLED. | Imagen Créditos: Samsung

Con este compromiso tecnológico, Samsung no solo lidera en innovación visual, sino que ha redefinido el estándar de la industria y la ciencia alrededor de los puntos cuánticos.