En un horno a 1100 °C, donde se funde el aluminio, descansa un sándwich de capas semiconductoras de decenas de nanómetros de grosor. Lo sacan, le acercan un láser y las capas se encienden con luz azul como si nada hubiera pasado. No es un truco, sino el resultado del trabajo con pozos cuánticos: capas finas de nitruro de indio y galio donde los electrones quedan atrapados, como pasajeros en un ascensor entre pisos. Antes se creía que un calentamiento así destruía esas capas: los átomos de indio se dispersaban y la luz se apagaba. Los físicos de Mánchester pusieron a los pozos un chaleco antibalas de nitruro de aluminio y comprobaron si resistía.

El chaleco antibalas resultó no ser un simple escudo, sino un escudo inteligente. La película de AlN de 56 nanómetros (20 veces más fina que un cabello humano) impidió que el aluminio se filtrara hacia el interior y se mezclara con el indio. Tras cada recocido de 500 a 1100 °C, con pasos de 100 °C y una permanencia de 60 segundos, la muestra emitía luz en la misma longitud de onda de 455 nm. Es más, la anchura de la línea de emisión incluso se estrechó un poco, lo que indica una mejora de la homogeneidad de la composición. La intensidad de la luz primero cayó y luego volvió a crecer: los defectos que apagaban el brillo se recocían y desaparecían.

Lo más sorprendente ocurrió con un bombeo débil después del recocido a 1000 °C. La eficiencia de emisión de los pozos cuánticos se multiplicó por 30: pasó del 2,18% al 66,02%. La modelización de la cinética de los portadores mostró que en el interior de los pozos se formaron regiones nanoscópicas ricas en indio. Actúan como un escudo termodinámico: capturan electrones y huecos y evitan que se encuentren con los defectos y se pierdan sin emitir luz. El tiempo de vida equivalente de los portadores casi no cambió: 9,88 ns después de 500 °C y 9,89 ns después de 1000 °C con excitación enfocada. Es decir, los pozos no solo sobrevivieron, sino que empezaron a funcionar mejor.

El perfil de composición obtenido por espectrometría de masas de iones secundarios lo confirmó: los cinco pozos cuánticos se conservaron con un periodo de 11,68 nm y sin una difusión apreciable de aluminio hacia el interior. Es la primera demostración de que una capa fina de AlN combinada con un recocido rápido permite conservar los pozos cuánticos de InGaN incluso a 1100 °C, donde antes se esperaba una degradación catastrófica. Los datos obtenidos sobre la cinética de los portadores ofrecen una base cuantitativa para diseñar dispositivos emisores de luz resistentes al calor.

El chaleco antibalas de nitruro de aluminio superó la prueba del fuego. Los ledes y láseres basados en nitruro de galio ahora pueden enviarse con más confianza a las etapas de producción a alta temperatura, sin miedo a perder su capa activa. Y los pozos cuánticos que sobrevivieron al cráter de un volcán siguen brillando en azul, como pasajeros de ascensor que no solo llegaron al último piso, sino que salieron de allí descansados.