Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura inventaram o LED azul, o que permitiu a criação de LEDs que emitem luz branca.[Imagem: Meijo University/Nagoya University/UCSB]
Dos LEDs azuis aos LEDs
brancos
O Prêmio Nobel de Física de 2014 foi concedido a três
pesquisadores japoneses pelo desenvolvimento do LED de cor azul e sua posterior
junção com outras cores para criação dos LEDs brancos.
Isamu Akasaki, nascido em 1929, é professor da
Universidade Meijo, em Nagoya. Hiroshi Amano, nascido em 1960, é professor da
Universidade de Nagoya. E Shuji Nakamaura, nascido em 1954, é atualmente
professor da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, nos Estados Unidos.
Os LEDs (Light-Emitting Diodes - diodos emissores de luz) são
as luzes de estado sólido que começaram como sinalizadores em aparelhos
eletrônicos e agora estão se disseminando nas aplicações de iluminação em
geral.
Para essa disseminação, a invenção do LED azul foi
crucial, uma vez que esse comprimento de onda é necessário para produzir a luz
branca necessária para a iluminação de ambientes, o que é feito juntando-o com
os mais tradicionais LEDs de cor verde e vermelha.
Funcionamento do LED
Foram quase 30 anos de pesquisas, na academia e na
indústria, em busca da criação de um LED que emitisse cor azul - os primeiros
LEDs foram criados em 1907, os LEDs vermelhos e verdes nasceram na década de
1960, e os três pesquisadores agora premiados pelo Nobel apresentaram seu
primeiro LED azul em 1992.
Como cada LED propriamente dito tem o tamanho de um grão de areia, é fácil juntar vários deles para emitir luz branca ou outras combinações de cores. [Imagem: Johan Jamestad/RSAS]
Um LED típico é formado por várias camadas de
materiais semicondutores. A eletricidade injeta elétrons nas camadas de tipo n
(negativo) e lacunas nas camadas de tipo p (positivo), dirigindo-os para a
camada de material ativo, onde as cargas se recombinam e emitem luz.
A cor, ou comprimento de onda da luz emitida,
depende do material semicondutor usado na camada ativa.
Os três pesquisadores japoneses tiveram sucesso
construindo diversas camadas do semicondutor nitreto de gálio (GaN) misturado
com índio (In) e alumínio (Al).
Iluminação de estado sólido
Desde então, os LEDs brancos têm sido
constantemente aperfeiçoados, ficando cada vez mais eficientes, com maior fluxo
luminoso (medido em lúmens) por unidade de potência elétrica consumida (medida
em watts).
O recorde mais recente é de pouco mais de 300
lúmens por watt (lm/W), que pode ser comparado a 16 lm/W das lâmpadas
incandescente e perto de 70 lm/W das lâmpadas fluorescentes compactas.
Como estimativas indicam que até um quarto do
consumo mundial de eletricidade é usado em iluminação, os LEDs são muito
"verdes". O consumo de materiais também é otimizado, já que os LEDs
duram até 100.000 horas, em comparação com 1.000 horas das lâmpadas
incandescentes e 10.000 horas das lâmpadas fluorescentes.(Fonte)