ไดโอดเปล่งแสงได้เปิดใช้งานการเปลี่ยนแปลงของน้ำทะเล สล็อตเว็บตรง ในแสงการประดิษฐ์ไดโอดเปล่งแสงสีน้ำเงินซึ่งเป็นศูนย์กลางของไฟส่องสว่างในบ้าน สำนักงาน และจอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์แบบประหยัดพลังงาน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามคนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2557 Isamu Akasaki จาก Meijo University และ Nagoya University ในญี่ปุ่น, Hiroshi Amano จาก Nagoya University และ Shuji Nakamura จาก University of California, Santa Barbara จะแบ่งเงินรางวัลประมาณ 1.1 ล้านดอลลาร์
“ถ้าเราดูภูมิทัศน์ของเทคโนโลยี นั่นคือทรานซิสเตอร์และวงจรรวม แล้วก็มีไฟ LED สีฟ้า” เฟร็ด ชูเบิร์ต วิศวกรไฟฟ้าที่สถาบัน Rensselaer Polytechnic Institute ในเมืองทรอย รัฐนิวยอร์ก กล่าว
ไฟ LED สีฟ้าเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับหลอดไฟ LED สีขาว
ซึ่งกำลังเปลี่ยนหลอดไส้อย่างรวดเร็ว สิ่งประดิษฐ์สุดคลาสสิกของ Edison ใช้เส้นใยที่เปล่งแสงในช่วงสีต่างๆ ที่มีลักษณะเป็นสีขาว แต่ไฟฟ้าจำนวนมากสูญเสียความร้อนให้กับไส้หลอดแทนที่จะสร้างแสง
LED นั้นประหยัดพลังงานมากกว่ามากเพราะใช้อิเล็กตรอนเพื่อสร้างโฟตอน ไฟ LED ทำมาจากชั้นของสารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นวัสดุที่คล้ายกับในชิปคอมพิวเตอร์ บางชั้นมีอิเล็กตรอนมากเกินไป บางส่วนมีการขาดดุลซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของหลุมที่มีประจุบวกซึ่งควรจะเป็นอิเล็กตรอน ( SN: 10/18/14, p. 22 ) รวมอิเล็กตรอนและรูในบริเวณที่มีความเข้มข้นแล้วปล่อยแสง
ในปีพ.ศ. 2505 Nick Holonyak จากบริษัท General Electric ได้บังเอิญค้นพบเซมิคอนดักเตอร์ไดโอดตัวแรกที่เปล่งแสงที่มองเห็นได้เมื่อเขาปิดไฟในห้องทดลองของเขา และสังเกตเห็นตัวอย่างของแกลเลียม อาร์เซไนด์ ฟอสไฟด์ที่เรืองแสงเป็นสีแดง จากที่นั่น นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนา LED ที่ปล่อยแสงสีแดงและสีเขียวอย่างรวดเร็ว แต่การได้สีน้ำเงิน ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างสีอื่นๆ ที่หลากหลาย รวมทั้งสีขาว ยังคงเป็นความท้าทายหลัก แสงสีน้ำเงินอยู่ที่ปลายสเปกตรัมพลังงานสูงที่มองเห็นได้ และไม่มีวัสดุจำนวนมากที่สามารถเกลี้ยกล่อมอิเล็กตรอนให้ปล่อยแสงพลังงานสูงเช่นนั้นได้
ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 อากาซากิและอามาโนะ นักเรียนของเขากำลังศึกษาสารกึ่งตัวนำที่เรียกว่าแกลเลียมไนไตรด์เพื่อค้นหาแสงสีน้ำเงินที่เข้าใจยากนั้น บนกระดาษ แกลเลียมไนไตรด์เจือด้วยสารเคมีอื่นๆ มีความสามารถในการผลิตแสงสีน้ำเงิน แต่วิศวกรหลายสิบคนพยายามและล้มเหลวในการปลูกผลึกแกลเลียมไนไตรด์คุณภาพสูงซึ่งมีชั้นที่ขาดอิเล็กตรอนที่แข็งแกร่ง ในปี 1986 Akasaki และ Amano ใช้เบสแซฟไฟร์เพื่อปลูกแกลเลียมไนไตรด์ และจากนั้น เช่นเดียวกับโฮโลยัค พวกเขามีจุดแตกหักครั้งใหญ่โดยบังเอิญ: ขณะที่พวกเขาศึกษาวัสดุภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อค้นหาว่าเหตุใดจึงยากที่จะสร้างชั้นที่ขาดอิเล็กตรอน พวกเขาสังเกตเห็นชั้นที่ปรากฏต่อหน้าต่อตาพวกเขา .
Nakamura ซึ่งทำงานพร้อมกันที่ Nichia Chemicals ซึ่งเป็นบริษัทวิศวกรรมเคมีในเมือง Tokushima ได้พัฒนาวิธีการของตนเองในการสร้างแกลเลียมไนไตรด์คุณภาพสูง นอกจากนี้ เขายังค้นพบกลไกเบื้องหลังการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่น่าประหลาดใจของอาคาซากิและอามาโนะ ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เขาได้พัฒนาวิธีการในการผลิตไฟ LED สีน้ำเงินอย่างเรียบง่ายและราคาถูก
การค้นพบของนากามูระทำให้เกิดความรุนแรง
ในขั้นต้น Nichia จ่ายเงินให้นากามูระประมาณ 200 ดอลลาร์สำหรับสิ่งประดิษฐ์ของเขาแม้ว่า บริษัท จะบอกเขาว่าอย่าไล่ตามไฟ LED สีน้ำเงิน Colin Humphreys นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าวว่าเขาเข้ามาในห้องแล็บตอนดึกเพื่อทำการวิจัย Nakamura ฟ้อง Nichia และในปี 2548 บริษัทได้ตกลงกับเขาด้วยเงินประมาณ 8.1 ล้านดอลลาร์
การค้นพบของนักวิจัยมาถึงในยุคทองของซีดีและก่อนการมาถึงของดีวีดี ชูเบิร์ตกล่าว ดังนั้นแอปพลิเคชั่นแรกคือการพัฒนาเลเซอร์สีน้ำเงิน ( SN: 12/13/97, p. 374 ) ซึ่งในไม่ช้าก็เปิดใช้งานสูง -ความจุแผ่น Blu-ray และเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ในปี 1996 วิศวกรของ Nichia Yoshinori Shimizu ได้รวม LED สีน้ำเงินเข้ากับสารเคลือบสีเหลืองที่เรียกว่าสารเรืองแสงเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ปล่อยแสงสีขาว ปัจจุบัน หลอดไฟ LED สีขาวมีอายุการใช้งานสูงสุด 100,000 ชั่วโมง เทียบกับ 1,000 ชั่วโมงสำหรับหลอดไส้
เทคโนโลยีที่ใช้ LED สีน้ำเงินเป็นที่แพร่หลายในปัจจุบัน โดยปรับให้เข้ากับอุตสาหกรรมมูลค่า 15,000 ล้านเหรียญสหรัฐ นอกจากการให้แสงสว่างแก่บ้าน ถนน และสำนักงานแล้ว ไฟ LED ยังทำหน้าที่เป็นไฟแบ็คไลท์สำหรับจอภาพอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ส่งผลให้โทรทัศน์ประหยัดพลังงานและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นสำหรับแล็ปท็อปและสมาร์ทโฟน
คณะกรรมการโนเบลที่ Royal Swedish Academy of Sciences มักจะมอบรางวัลสำหรับทฤษฎีหรือจากการสังเกตปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์พื้นฐานใหม่ๆ แต่คราวนี้ กรรมการได้คิดอย่างชัดเจนถึงผลกระทบในภาพรวมของการวิจัย อัลเฟรด โนเบล “ต้องการให้รางวัลของเขาแก่นักประดิษฐ์เพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ” สมาชิกคณะกรรมการ Olle Inganäs นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยลินเชอปิงในสวีเดนกล่าวในงานแถลงข่าว “สิ่งที่เราเน้นในวันนี้คือประโยชน์ของสิ่งนี้”
คณะกรรมการตั้งข้อสังเกตว่าไฟ LED แบบดูดพลังงานสามารถช่วยให้แสงสว่างแก่ผู้คนประมาณ 1.5 พันล้านคนทั่วโลก โดยไม่ต้องใช้กริดไฟฟ้า และฮัมฟรีย์ชี้ให้เห็นว่าแสงสว่างคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก “ถ้าเราเปลี่ยนหลอดไฟที่มีอยู่เป็นหลอด LED เราก็สามารถประหยัดไฟฟ้าได้ครึ่งหนึ่ง” เขากล่าว โดยไม่จำเป็นต้องใช้โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ประมาณ 500 โรง สล็อตเว็บตรง / ต้นไม้มงคล
