Làm thế nào màu xanh LED thay đổi thế giới

Điện thoại thông minh, TV, máy vi tính, iPad và nhiều phép lạ hiện đại khác được thực hiện bởi màn hình LED hiệu quả điện năng.

Nhưng tác động thực sự cũng đi ngoài sáng của chúng tôi Lit Tiện ích.

Chiếu sáng chiếm 20-30% điện toàn cầu tiêu thụ và khoảng 6% lượng phát thải khí nhà kính.

Cho rằng bóng đèn LED sử dụng khoảng 80% ít năng lượng, và kéo dài gấp 25 lần so với đèn sợi đốt, chúng có tiềm năng lớn nhất tác động đến tiết kiệm năng lượng trên toàn cầu.

Nhưng khi các đèn LED đầu tiên được giới thiệu trong những năm 1960, họ không có nhiều việc sử dụng.

Nó không được cho đến những năm 90, khi Nhật bản Các nhà khoa học phát hiện ra các liên kết mất tích cần thiết để hoàn thành phổ màu: đèn LED màu xanh.

Đây là cách màu xanh thay đổi ánh sáng.

Sau khi Thomas Edison phát minh ra bóng đèn trong 1879, đèn sợi đốt sáng nhiều trong thế kỷ 20.

Vấn đề là họ lãng phí rất nhiều năng lượng, bị mất dưới hình thức nhiệt, và họ không kéo dài.

Đèn huỳnh quang bắt đầu được sử dụng trong những năm 1930.

mặc dù hiệu quả hơn nhiều so với sợi đốt, chúng không phải là một sự thay thế lý tưởng.

Chúng có chứa thủy ngân độc hại, tuổi đáng kể Nếu chúng thường xuyên bật và tắt, và dễ bị nhấp nháy.

Cần phải có một giải pháp tốt hơn.

Trong 1961, Gary Pittman và James R.

Biard của Texas Instruments vô tình phát minh ra điốt sáng thực tế đầu tiên trong khi cố gắng để thực hiện một diode laser.

Đèn LED đầu tiên phát ra ánh sáng hồng ngoại, vô với mắt người mà sau này trở nên hữu ích trong những thứ như điều khiển từ xa.

Và trong ba thập kỷ tiếp theo, những tiến bộ đã được thực hiện để bao gồm màu đỏ và màu xanh lá cây, nhưng họ có thể không hoàn toàn có được màu xanh-đó là cần thiết để làm cho ánh sáng trắng.

Nhưng kháng cáo là rõ ràng: không giống như bình thường bóng đèn sợi đốt, đèn LED không có một sợi mà sẽ ghi ra, họ không nhận được nóng, và họ đòi hỏi nhiều năng lượng hơn.

Vì vậy, các công ty điện tử lớn nhất đua để tạo ra một LED màu xanh mạnh mẽ.

Nhưng vấn đề của thiếu màu bị cản trở trong gần 30 năm.

Các thành phần quan trọng, một hợp chất hóa học gọi là Gali nitrit tỏ ra khó phát triển trong phòng thí nghiệm.

Các nhà khoa học đã cố gắng và thất bại, cuối cùng chuyển sự chú ý của họ đến các vật liệu bán dẫn “khác hứa hẹn” cho việc tạo ra màu xanh Ánh sáng.

Nhưng một số trường hợp thuận lợi dẫn một nhà khoa học từ một công ty hóa chất nhỏ ở Nhật bản gọi là Nichia để cuối cùng làm cho khám phá: thứ nhất, nhờ có ít hoặc không có ngân sách, nhà khoa học Shuji Nakamura buộc phải tạo ra đèn LED đỏ và hồng ngoại từ đầu, sử dụng bộ phận ông scavenged và cố định bằng tay.

Hầu hết các công ty trong thập niên 80 đã được tạo ra Vật liệu LED sử dụng thiết bị thương mại có sẵn.

Kinh nghiệm này, trong đó đưa ông khoảng 10 năm và các vụ nổ hàng tháng trong phòng thí nghiệm, sau này đã chứng minh là vô thử nghiệm cho đèn LED màu xanh lam.

Lý do thứ hai là quyết định của mình để sử dụng Gali nitrit, một vật liệu được xem là “kết thúc chết” của các nhà khoa học khác.

Nhưng động lực của mình để sử dụng hóa chất hợp chất là cá nhân: nhận bằng tiến sĩ của mình.

Theo Nakamura, viết các bài báo về ít ứng cử viên đầy hứa hẹn cho ánh sáng xanh sẽ làm cho nó dễ dàng hơn nhiều cho anh ta để có được sự cần thiết giấy tờ được xuất bản cho văn bằng của mình.

Một lần nữa ông trở lại phòng thí nghiệm, không dùng kỳ nghỉ và không thay đổi thói quen hàng ngày của mình.

Nhưng lần này là khác nhau.

Ông thuyết phục Nichia mua thiết bị cho sản xuất vật liệu LED.

Thay vì bắt đầu từ đầu, ông đã thực hiện Sửa đổi nhỏ cho các thiết bị có sẵn thương mại–xây dựng kinh nghiệm sâu rộng của mình Đèn LED màu đỏ và hồng ngoại hỗ trợ các thay đổi.

Chỉ hơn một năm sau, Nakamura đã tăng trưởng thành công đầu tiên của nitrit Gali.

Phương pháp của ông, được gọi là “MOCVD hai dòng”, là vẫn còn sử dụng cho đến ngày nay.

Từ này, và khám phá của Nhật bản khác Các nhà khoa học khoảng thời gian đó, ông đã có thể sản xuất sáng LED màu xanh sáng đầu tiên.

Nichia vẫn là một nhà lãnh đạo trong ngành công nghiệp LED, sử dụng bởi Apple và các nhà sản xuất điện tử khác.

Trong 2014 Shuji Nakamura được trao giải Nobel Giải thưởng vật lý cho sáng chế của mình, cùng với hai nhà khoa học Nhật bản khác, những người phát triển vật liệu nitrit chất lượng cao trước khi Nakamura đột phá.

Các nhỏ, năng lượng-hiệu quả, và cực kỳ Đèn LED sáng bắt đầu một cuộc cách mạng ánh sáng và hiện nay được sử dụng trong hầu hết các mảnh điện tử.

Nếu không có nó, phần lớn những gì chúng tôi sử dụng ngày nay sẽ không có thể.

Nó cũng có tác động thay đổi cuộc sống trong trên thế giới đang phát triển: với đèn LED, các tấm pin mặt trời sức mạnh của nhà của 1.

200.

000.

000 người thiếu quyền truy cập vào điện.

Hầu hết những người vẫn còn đốt củi hoặc khí đốt cho ánh sáng không chỉ không hiệu quả, nó gây ô nhiễm.

Ước tính rằng chuyển đổi tất cả ánh sáng để đèn LED sẽ giảm lượng khí thải carbon dioxide hàng năm bằng số tiền tương tự như được sản xuất bởi ba phần tư xe ô tô ở Mỹ.

Đó là một tác động lớn hơn có khả năng hơn Gió hoặc năng lượng mặt trời.

Và với sự nóng lên toàn cầu do hoạt động của con người tạo ra các tác động thảm khốc trên hành tinh, mong muốn tiết kiệm năng lượng lớn hơn Bao giờ hết.

.

Leave a Reply