Niebieskie diody LED

Niebieska dioda LED

W 2014 roku, w październiku, trójka japońskich naukowców otrzymała Nagrodę Nobla z fizyki. Opracowali oni budowę diody LED emitującej niebieskie światło. Dużo osób nie zdaje sobie z tego sprawy, ale był to wielki krok dla ludzkości.

Dioda elektroluminescencyjna – z angielskiego LED (light-emiting diode) – jest elementem półprzewodnikowym. Elektroluminescencja tak naprawdę polega na bezpośredniej zamianie energii elektrycznej na światło. W połowie wieku XX amerykański inżynier Nick Holonyak junior opracował pierwszą diodę LED emitującą światło widzialne. Wykorzystywała ona potrójny związek galu, arsenu i fosforu z arsenkiem galu jako emitera, co określało kolor diody jako czerwony. Później zaczęto wykorzystywać fosforek galu, co pozwoliło produkować diody świecące na zielono. Jednak przez kolejne 40 lat nikomu nie udało się stworzyć diody LED emitującej niebieskie światło. W latach 90. XX wieku dokonała tego trójka japońskich naukowców – Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamura. Akasaki i Amano pracowali wspólnie na uniwersytecie w Nagoi, natomiast niezależnie od nich, w firmie Nichia Chemicals pracował Nakamura. Doszedł jednak do bardzo zbliżonych wyników, dlatego członkowie Komitetu Noblowskiego postanowili uhonorować wszystkich trzech wynalazców. Niebieska dioda LED była kluczowym elementem do opracowania energooszczędnego, jasnego i trwałego źródła białego światła, które otrzymujemy z połączenia trzech barw – niebieskiej, czerwonej i zielonej.

LED-y są ważnym wynalazkiem dla ludzkości. Są dużo lepsze od tradycyjnych żarówek i to praktycznie pod każdym względem. Po pierwsze – nie zawierają rtęci, która jest bardzo szkodliwa dla naszego zdrowia. Zajmują mniej miejsca niż żarówka czy świetlówka. Emitują znacznie mniej ciepła, dlatego są zdecydowanie bardziej wydajne. Jasność jedno watowej diody LED dochodzi nawet do 300 lumenów, gdzie tradycyjna żarówka daje wyniki nieprzekraczające 16 lm/W. Diody LED cechuje także dłuższa żywotność – do 100 000 godzin (zwykła żarówka: około 1000 godzin), odporność na częste wyłączanie i włączanie, oraz niski koszt produkcji. Przypuszcza się, że za około 20 lat, wszystkie źródła światłą zostaną zastąpione przez LED-y.

Niebieska dioda LED nie tylko pozwoliła nam na budowę źródła światła emitującego białą barwę. To odkrycie przyczyniło się do powstania niebieskich laserów, które mają szerokie zastosowanie w dzisiejszym świecie. Pośrednio dzięki nim powstała drukarka laserowa, która podczas drukowania wykorzystuje światło lasera lub diody LED do naelektryzowania bębna światłoczułego. Nanosi on potem odpowiednią ilość tonera z zasobnika na wybrane miejsca kartki lub innego materiału, na którym drukujemy. Dzięki odkryciu japońskich naukowców możemy także odtwarzać płyty Blu-ray. Jest to możliwe właśnie dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera. Dlaczego akurat niebieskiego? Przy płytach DVD używa się czerwonego lasera. Różnią się one długością emitowanego światła. Mniejsza długość fali pozwala na gęstsza zapisywanie danych, a różnica między długościami czerwonego i niebieskiego lasera to prawie 50%.

Odkrycie japońskich naukowców otwiera przed nami wiele praktycznych możliwości. Jestem ciekaw, jakie jeszcze wynalazki powstaną w oparciu o LED-y.

Artykuł przygotował zespół lunaoptica.pl – sklepu internetowego z profesjonalnym oświetleniem dla domu i ogrodu.

Tagi: