Nobel z fizyki za niebieską diodę
Niech się stanie światło
Tegoroczną Nagrodę Nobla z fizyki zdobyli trzej badacze z Japonii – Isamu Akasaki, Horoshi Amano i Shuji Nakamura – za budowę diody emitującej światło niebieskie. Dzięki niej świat zaoszczędzi miliardy.
Bill Bradford/Flickr CC by 2.0

Świecąca na niebiesko dioda elektroluminescencyjna była niezbędna do stworzenia żarówek ledowych, które już wypierają wszelkie inne źródła światła i w przyszłości na pewno staną się dominujące w oświetleniu. Ocenia się, że za mniej więcej 20 lat świat będzie oświetlany wyłącznie tego typu źródłami.

LED-y (light-emitting diode) są nieporównywalnie bardziej wydajne i wielokrotnie bardziej żywotne od dotychczasowych źródeł. Obecnie rekord wydajności źródeł ledowych wynosi 300 lumenów na wat (a trzeba pamiętać że LED-y są wciąż udoskonalane), natomiast ich średnia żywotność to 100 tys. godzin. Dla porównania: wydajność zwykłej żarówki to ok. 16 lumenów na wat, zaś jej żywotność to niespełna 1000 godzin. Nawet nowoczesne źródła fluorescencyjne, o wydajności kilkudziesięciu lumenów na wat i żywotności ok. 10 tys. godzin, nie mogą się z LED-ami równać.

Te niezwykłe właściwości LED-ów biorą się głównie stąd, że dioda emitująca światło bezpośrednio zamienia elektryczność na fotony, tymczasem w innych źródłach elektryczność służy do podgrzania czegoś, co w ostateczności potem zaświeci. W żarówkach, zwykłych czy halogenowych są to włókna, które po podgrzaniu zaczynają się jarzyć. W lampach fluorescencyjnych nośnikiem jest gaz, który też, odpowiednio mocno podgrzany, zaczyna świecić. Jednak znaczna część dostarczanej energii jest w ten sposób tracona, gdyż wytwarza niezbędne (do zaświecenia) ciepło. W LED-ach tego problemu nie ma.

Tegorocznych laureatów nagrodzono za budowę diody półprzewodnikowej emitującej niebieskie światło. Bez niej stworzenie półprzewodnikowego źródła białego światła – czyli takiego, jakie jest nam potrzebne w lampach – było niemożliwe. Wprawdzie od półwiecza istniały diody emitujące światło czerwone i zielone, jednak to nie wystarczało, by zbudować źródło emitujące światło białe. Dopiero dokonania Japończyków, stworzenie diody niebieskiej, to umożliwiły. Przy czym wydaje się, że Akademia nagrodziła ich także za upór w badaniach. Fizycy na całym świecie pracowali nad tym zagadnieniem od lat i nawet wiedzieli, że do konstrukcji diody emitującej światło niebieskie potrzebny jest azotek galu – otrzymywany sztucznie półprzewodnik stosowany w optoelektronice. Do stworzenia świecącego na niebiesko półprzewodnika potrzebny był jednak krystaliczny azotek galu o bardzo wysokiej jakości, którego długo nie udawało się uzyskać. W końcu lat 80 XX w. udało się to właśnie dzisiaj nagrodzonym.

Kiedy w grudniu Akasaki, Amano i Nakamura przybędą do Sztokholmu na ceremonię wręczenia im nagród, będą podwójnie usatysfakcjonowani. Po pierwsze, dostaną Nobla, a po drugie – gdy po uroczystości zechcą udać się na krótki spacer, z zadowoleniem stwierdzą, że niemal cały Sztokholm jest już oświetlany LED-ami. Tegoroczny werdykt jest nieco inny niż te z ostatnich lat. Po raz pierwszy od dłuższego czasu nagrodzono fizyków, którzy wprawdzie zajmowali się bardzo zaawansowaną fizyką, ale ich dokonania dały niezwykle praktyczne możliwości.

Jak działają LED-y
materiały prasowe

Jak działają LED-y

(powiększ)

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj