Komitet Noblowski przyznał w tym roku japońskim badaczom nagrodę Nobla z dziedziny fizyki. Wynalazek jakim jest odkrycie diody emitującej niebieskie światło przyczynił się do powstania białych źródeł światła. Lampy LED (ang. light-emitting diode) zrewolucjonizowały technikę oświetleniową.
Uważa się, że od czasów wynalezienia żarówki przez Thomasa Edisona w 1879 roku oświetlenie LED stanowi najważniejszy wynalazek w historii oświetlenia. W porówaniu do tradycyjnej żarówki wolframowej, o stosunkowo niskiej wydajności, w której tylko część energii jest zamieniona na światło, zaś zdecydowana większość rozprasza się w postaci ciepła, oświetlenie LED pokonuje te ograniczenia.
Pierwsze diody LED powstały w 1962 roku, z zastosowaniem arsenku galu (GaAs). Ich działanie opiera się na zjawisku elektroluminescencji, w którym pewne substancje mają zdolność emisji światła, przez które płynie prąd, bez wydzielania się ciepła. Chociaż diody, które emitują światło czerwone czy zielone istnieją już od dawna, abu uzyskać źródło emitujące białe światło, konieczne było stworzenie diody świecącej na niebiesko. Udało się to właśnie grupie japońskich badaczy, a ich upór i wieloletnie badnia zostały uhonorowane nagrodą Akademii.
Jak działa lampa LED? Diody LED są półprzewodnikami, czyli substancjami, które w zależności od warunków są dielektrykami, bądź nie. W ich budowie wyróżniamy warstwę półprzewodnika typu n, warstwę typu p, pomiędzy którymi znajduje się obszar aktywny (złącze p-n), a także katodę i anodę. W materiale p wyróżniamy niedobór elektronów, zaś materiał n posaida w paśmie walencyjnym ich nadmiar. Na skutek polaryzacji następuje przemieszczenie się elektronów do warstwy posiadającej niższy poziom energetyczny, zaś w obszarze aktywnym nadmiar energii zostaje wypromieniowany. To skutkuje emisją fotonu.
Uważa się, że diody LED wkrótce zdominują rynek źródeł światła. Z racji tego, że posiadają wiele zalet m.in. dużą trwałość (świecą od 50 tys.-100 tys. godzin), możliwość adaptacji w pomieszczeniach jak i na zewnątrz budynków, nie zawierają szkodliwej rtęci, są bezpieczne, mało awaryjne, cechują się niskim poborem energii w porównaniu z tradycyjnymi świetlówkami, stanowią nowoczesne źródła światła.
Nie powinniśmy pomijać udziału polskich naukowców w stworzeniu monokryształów azotku galu. Zespół fizyków, pod kierownictwem prof. Sylwestra Porowskiego z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN w Warszawie, opracował technologię wytwarzania tego półprzewodnika, za którą Fundacja na rzecz Nauki Polskiej przyznała mu nagrodę w 2013 roku.
red. Magdalena Zając
Źródła:
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/advanced-physicsprize2014.pdf
http://www.sep.krakow.pl/nbiuletyn/nr44ar1.pdf
http://www.labnews.co.uk/news/blue-led-wins-physics-nobel-prize/
