در سال 2014، ایسامو آکاساکی، هیروشی آمانو و شوجی ناکامورا جایزه نوبل فیزیک را برای “اختراع دیودهای نور آبی کارآمد که منابع نور سفید روشن و صرفه جویی در انرژی را فعال می کنند” دریافت کردند.
در واقع، در سال های اخیر، دیودهای ساطع کننده نور لامپ ال ای دی 50 وات افراتاب به تدریج به بازار روشنایی خانگی و همچنین سایر بازارهای انبوه راه یافته اند.
هدف این مقاله ارائه بینشی در مورد فیزیک LED ها، اختراعات کلیدی است که منجر به جایزه نوبل 2014 شد و در مورد چشم انداز صرفه جویی در انرژی که LED ها می توانند اجازه دهند.
دیودهای ساطع نور (LED) برای چندین دهه بخشی از زندگی روزمره بوده اند، که با لامپ های نشانگر و کنترل از راه دور مادون قرمز در دهه 1960 شروع شد.
با این حال، تنها در سال 2014 است که جایزه نوبل فیزیک برای LED ها و به ویژه برای LED های آبی که در نهایت به یک نفر اجازه تولید نور سفید را می دهد، اعطا شد.
هدف این مقاله بحث در مورد فیزیک LED است تا نشان دهد چرا LED ها به طور بالقوه ساطع کننده های نور عالی هستند، به ویژه برای کاربردهای روشنایی، ارائه تاریخچه کوتاهی از اختراعات مختلف که منجر به ال ای دی های مدرن شده است و به ویژه توضیح می دهد که چرا جایزه نوبل فیزیک 2014 به آکاساکی، آمانو و ناکامورا تعلق گرفت.
در نهایت، من بحث خواهم کرد که آیا LED های فعلی واقعاً به صرفه جویی در انرژی منجر می شوند یا خیر، و به طور غیرعادی تر، آیا خرید لامپ های LED برای روشنایی خانگی در سطح مصرف کننده منطقی است یا خیر.
در این بخش، من پیشینه ای سریع از تاریخچه الکترولومینسانس، با تمرکز بر الکترولومینسانس نیمه هادی های معدنی، و در نهایت بحث در مورد فیزیک LED های مدرن ارائه خواهم کرد.
الکترولومینسانس به طور کلی فرآیندی است که از طریق آن نور هنگام عبور جریان از یک ماده ساطع می شود. توجه داشته باشید که ممکن است استدلال شود که لامپ‌های رشته‌ای (لامپ ادیسون) الکترولومینسانس هستند، اما در آن صورت جریان فعلی ماده را گرم می‌کند و انتشار نور تنها به دلیل دمای بالای رشته است: بنابراین صحبت از این موضوع صحیح‌تر است.
الکترولومینسانس زمانی که جریان جریان مستقیماً مسئول مکانیسم انتشار نور است.
