#10/2014

El Premio Nobel en la física a los inventores del LED azul

Principal redactor - Vladimir Krylov, PhD
Redactor del vicejefe - Michael Nikulichev, PhD

- Holmes! ¡Cómo usted sabe tanto sobre esos los quarks, bosones y leptons!
- Es elemental, mi Watson querido!

La trayectoria que ésa lleva a las invenciones científicas es misteriosa e imprevisible. Algunas invenciones consiguen ejecutadas pero entonces se olvidan y desaparecen en el olvido. Esto es qué sucedió con las máquinas de escribir, los mensáfonos, y las máquinas de fax. Otros permanecen en uso público, pero la prioridad de su invención se discute constantemente - como en el caso de radio y del telégrafo.

Algunas invenciones se ejecutan extensamente e incluso cambian el mercado mundial pero sus autores siguen siendo anónimos (e.g. los teléfonos móviles). Igual es verdad sobre la mayoría de las cosas y de las aplicaciones útiles que se utilicen universal, como por ejemplo, con los inventores del LEDs azul, los científicos japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura.

Isamu Akasaki (dejado), Hiroshi Amano (centro), y Shuji Nakamura
Isamu Akasaki (dejado), Hiroshi Amano (centro), y Shuji Nakamura
han ganado el Premio Nobel 2014 en la física

Aunque el primer LEDs azul fuera creado detrás en 1971 por Jacques Isaac Pankove, la invención no pasó la etapa experimental. El LEDs era demasiado costoso y no suficientemente brillante. Y solamente 20 años más adelante los científicos japoneses cambiaron el proceso del crecimiento cristalino y crearon un LED azul comercial.

Se las arreglaron para desarrollar una tecnología relativamente barata mejor conocida como unión PN LEDs azules utilizando nitruro de galio (GaN) - en primero encendido el substrato del zafiro por un almacenador intermediario a baja temperatura acodan tecnología (primer cristal de aluminio del nitruro creciente y entonces cristal del nitruro de galio en tapa). Shuji Nakamura que trabajó independiente de sus dos colegas desarrolló un diverso método de crecer la primera capa de cristal del nitruro de galio del indio en las temperaturas relativamente bajas de 500 grados temperatura centígrada y después cada vez mayor para crecer otras capas. El resultado era el primer alto-brillo LED azul que se podría producir comercialmente.

Lo que el caso, el LED azul aparece en el mediados de años 90, cerca de 20 años después el del rojo y verde. Ahora en base de combinación del RGB es posible alcanzar el color y millones blancos de tonalidades. ¡Una herramienta excelente para los fabricantes de pantallas publicitarias!

Pantalla publicidad de la lámpara 12x9 m en Moscú. Erigido en 1999. Pantalla publicidad de la lámpara en Moscú con dimensiones del 12x9 m. Erigido en 1999.

Es duro creer en mamuts y dinosaurios pero existieron. En la era antes del LED azul, las pantallas a todo color tuvieron que ser hechas en base de las bombillas incandescentes eléctricas. Esto dio lugar a la consumición eléctrica enorme. Por ejemplo, bastante recientemente, al principio de nuestro siglo XXI moderno estupendo todavía existió las redes (por estándares tempranos de la pantalla) de las pantallas enormes de la lámpara con la resolución ridícula 160x120 (pixel pitch de solamente 76 milímetros!). Y la consumición eléctrica de esos monstruos era los 600 kilovatios increíble.

El LED azul revolucionó prácticamente la industria de publicidad. Todas las pantallas dieron vuelta al LED. Una pantalla de la lámpara es hoy a tan rara como la máquina de escribir manual. Junto con el LED azul el LEDs rojo y verde ya existente permitió reproducir todas las combinaciones posibles de colores, así como para crear un color que es percibido por el ojo humano como blanco.

Sin embargo, mientras que el LEDs era ganadores incuestionables en el área de la publicidad exterior (las pantallas de LEDs están funcionando hoy todos en todo el mundo) - la comunidad científica parecía no prestar ninguna atención a ella. No obstante como la industria del LED se maduró y creció de tamaño, el LED tasa caer comenzada, y nuevas aplicaciones del LED comenzado casi para aparecer sobre una base diaria. Es interesante comparar los precios relativos. Por ejemplo, un pixel a todo color en 1998 costó 2.5 dólares, hoy - cerca de 2 centavos.

Comparación de los bulbos incandescentes, fluorescentes y del LED Comparación de los bulbos incandescentes, fluorescentes y del LED

A este punto, el vestíbulo del LED atacó el mercado de consumidor en todos los frentes. La invención inofensiva y útil se convirtió en la razón de la bancarrota y de la desaparición de campos grandes de la industria. La industria de neón era la primera víctima. Prácticamente todos los rótulos de neón fueron substituidos hoy por las estructuras basadas en LED. Entonces vino la vuelta del plasma TV que perdió tecnología del retroiluminación LED de la batalla. El LEDs está continuando hoy el impacto sobre el mercado de bombillas incandescentes.

Y es solamente a este punto que la comunidad científica y el comité Nobel notaron agraciado la invención de los científicos japoneses. Alguna de ellos pararon para entonces para ser japonesa: Shuji Nakamura es actual el ciudadano de los US y trabaja en la universidad de la ingeniería, la universidad de California, y Santa Barbara (UCSB). Esto le ayudó probablemente a demandar a su patrón anterior el Nichia Corporation sobre su prima para el descubrimiento y conseguir ¥840 millón (~US$9 millón), la prima más grande pagó en ese entonces nunca por una compañía japonesa. Por lo tanto el Nobel millón dividido por tres no es probablemente tan importante para él. Pero otra materia es prestigio.

Las fuentes de luz de baja potencia, duraderas y ecológico eficientes, según lo indicado por el comité Nobel, han mejorado drástico estilo de vida de más de 1.5 mil millones personas en el mundo. Al parecer, esto es una estimación baja. El tiempo pronto vendrá cuando las tecnologías LED quieren extender incluso más de par en par. A menos que, es decir, otro laureado Nobel del futuro esté trabajando en algún laboratorio alejado que crece aún más cristales comercialmente eficientes que substituyan el LEDs de hoy.