Laureaci Nagrody Nobla za ultrawydajne oświetlenie z fizyki

Gdybyś poszedł do Best Buy i podczas gdy twój przyjaciel zrobił coś rozpraszającego na froncie sklepu, zdemontował jeden z telewizorów Sony 4K Triluminos na wystawie, znalazłbyś w środku kilka niezwykłych materiałów. Jeden z materiałów składa się z kropek kwantowych – maleńkich kryształków o średnicy kilku miliardowych części metra, które pochłaniają światło jednego koloru i emitują światło o bardzo różnym odcieniu i bardzo precyzyjnej długości fali. Są one podstawą, na przykład, dla jaskrawego czerwonego światła, które widać w niektórych średniowiecznych witrażach. I to jest powód, dla którego te wyświetlacze Sony mają jedne z najpiękniejszych kolorów, jakie można wszędzie zobaczyć.

Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki trafiła do wynalazców niebieskich diod LED, takich jak te pokazane tutaj.

Znajdziesz również niebieskie diody LED, wyczyn nauki i inżynierii, którego stworzenie zajęło dziesięciolecia skoordynowanej pracy. Podobnie jak kropki kwantowe, opierają się na mechanice kwantowej — wykorzystują ultracienkie struktury znane jako studnie kwantowe do wydajnego generowania światła. Bez niebieskich diod LED kropki kwantowe byłyby bezużyteczne. Źródłem światła wyświetlacza są niebieskie diody LED. Część niebieskiego światła trafia do podświetlenia niebieskich pikseli na wyświetlaczu. Reszta stymuluje kropki kwantowe do produkcji zielonych i niebieskich pikseli. Czerwone, zielone i niebieskie piksele razem tworzą wszystkie miliony kolorów, jakie może wygenerować wyświetlacz.

Dzisiaj wynalazcy niebieskich świateł LED — Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamura — dowiedzieli się, że zdobyli Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Wyświetlacze Triluminos firmy Sony to tylko jedna z najnowszych technologii opartych na ich wynalazku. Niebieskie diody LED są również używane do wytwarzania białego podświetlenia w wielu bardziej konwencjonalnych wyświetlaczach LCD, które wytwarzają czerwone i zielone światło przy użyciu materiałów znanych jako luminofory. Wysoka jakość kolorów, kompaktowy rozmiar i wysoka wydajność podświetlenia LED umożliwiły uzyskanie ultracienkich, żywych wyświetlaczy, jakie mamy teraz w smartfonach, tabletach i laptopach.

I są one podstawą żarówek LED, które można teraz kupić za 5 do 10 USD, które wytwarzają piękny blask, nie do odróżnienia od żarówki. Takie światła zużywają około jednej dziesiątej energii żarówki żarowej, a oświetlenie LED może zużywać od połowy do jednej trzeciej energii wymaganej nawet przez wysoce wydajne żarówki fluorescencyjne (patrz Jasne żarówki i diody LED oświetlają przyszłość).

Jeśli oświetlenie LED się przyjmie, może to być jedna z najbardziej energooszczędnych technologii w historii, ponieważ oświetlenie odpowiada za 20 procent energii zużywanej w Stanach Zjednoczonych. Diody LED mogą również zapewnić oświetlenie ponad miliardowi ludzi na świecie, którzy nie są podłączeni do sieci elektrycznej. Ponieważ diody LED zużywają bardzo mało energii, opłaca się je zasilać małym panelem słonecznym i baterią. To jeden z nielicznych przypadków, w których energia słoneczna ma wyraźną przewagę ekonomiczną — cały system kosztuje ułamek tego, co ludzie wydawali na naftę do lamp (patrz W rozwijającym się świecie energia słoneczna jest tańsza niż paliwa kopalne i mikrosieci słoneczne).

ukryć