Нобелевская премия 2014 года по физике вручена создателю Blue LED

Исаму Акасаки и Хироши Амано из Университета Нагоя и Шуджи Накамура, работающие в Nichia Chemicals в Токусиме, Япония, сделали нечто более заметное, чем открытие родителей в этой области. Они изобрели синий светодиод, который является основой современного энергоэффективного освещения, и были удостоены Нобелевской премии 2014 года по физике за это, чего даже Томас Эдисон не добился благодаря своему изобретению лампочки.

Синий светодиод послужит основой для современного энергосбережения, зеленых лампочек и ряда новых применений. Несмотря на то, что он был изобретен в своей практической форме 20 лет назад, синий светодиод долгое время был востребован в качестве «недостающего звена» светотехники, поскольку светодиодные лампы были возможны, но от ученых и инженеров ускользнуть на 30 лет.

Вариации освещенной тряпки, пойманной в ловушку в масле, были системой освещения для большей части человеческой истории, но Сванн-Эдисон изменил это с его изобретением лампы накаливания в 1879 году. За этим последовало изобретение Флуоресцентный свет П. Купер Хьюитт в 1900 году. До сих пор технология освещения была неэффективным и энергозатратным процессом.

Светодиоды всегда понимаются как современные технологии, но первый полупроводниковый источник света был разработан в 1907 году Гарри Дж. Раундом, а позже в Советском Союзе он работал в 20-30-х годах, но из-за отсутствия Исходя из теоретического понимания используемого явления, прогресс не был замечен и оставался лишь любопытством лаборатории.

В отличие от предыдущих технологий освещения, светодиод производит свет напрямую, а не генерирует его. Он содержит побочный продукт из нагретых нитей или ионизирующего газа, что делает его «холодным» светом во всех определениях. Эти светодиоды состоят из слоев полупроводниковых материалов и, в их самой основной форме, состоят из слоя n, который имеет избыток электронов, и слоя p, который лишен электронов, то есть содержит много положительных дырок. активный слой. Когда ток проходит, электроны и дырки объединяются и нейтрализуют друг друга и генерируют свет. Длина волны и цвет света основаны исключительно на используемых материалах.

Красные светодиоды были изобретены в 1950-х годах благодаря изобретению транзисторов и лучшему пониманию теории полупроводников. Они использовались как индикатор, калькулятор и цифровые часы. Зеленые, лазерные и инфракрасные светодиоды были изобретены в конце 1960-х годов. Светодиоды стали следующей большой вещью после рассмотрения будущего освещения дома и журналов, предсказывающих, что к 1980 году дома будут освещены. светодиодными панелями.

Прогноз оказался неверным, и обещание было отложено, потому что наряду с красными и зелеными светодиодами, синий был необходим для создания чистого и яркого белого света. Синий светодиод было намного сложнее производить по сравнению с двумя другими. Синий светодиод был необходим для работы в сочетании с красным и зеленым светодиодами для создания белого света. Работа, необходимая для разработки синего светодиода, состояла из длинной серии достижений в области физики материалов и выращивания кристаллов.

Давайте посмотрим на статистические данные, чтобы помочь вам лучше понять, почему это так важно. Светодиодные лампы излучают свет с мощностью 300 люмен на ватт (лм / Вт), в то время как традиционные лампы накаливания излучают свет с мощностью 16 лм / Вт, а люминесцентные лампы – 70 лм / Вт. Светодиодные лазеры используются в проигрывателях Blu-ray. В то время как ультрафиолетовые светодиоды используются при стерилизации бутилированной воды для борьбы с вирусом Эбола. Когда дело доходит до срока службы светодиодов по сравнению с лампами накаливания, один светодиод прослужит 100 000 часов по сравнению с 1000 часами жизни участника.