2014 yılında üç bilim insanı, mavi LED’ler veya ışık yayan diyotlar üzerinde yaptıkları çalışmayla ortaklaşa olarak fizik alanında Nobel Ödülü kazanmıştı. Ancak neden spesifik olarak mavi? Mavi renk, beyaz LED ışığı oluşturmak için gereken son (ve en zor) gelişmeydi. Ayrıca şirketler beyaz LED ile akıllı telefon ve bilgisayar ekranlarının yanı sıra, daha önce icat edilmiş olan herhangi bir ampulden daha uzun dayanan ve daha az elektrik kullanan lambalar oluşturabiliyorlar.
LED’ler temel olarak, etkin hale geçtiklerinde ışık yayabilmeleri için yapılan yarı iletkenlerdir. Farklı kimyasallar, farklı LED renkleri oluşturur. Mühendisler ilk LED’leri 1950’lerde ve 60’larda yapmışlardı. İlk tekrarların içinde, sadece sıvı nitrojen ile yıkandığı zaman çalışan, lazer yayan cihazlar bulunuyordu. O zamanlarda bilim insanları kızılötesinden yeşil ışığa kadar her şeyi yayan LED’ler geliştirmişlerdi fakat mavi rengi tam olarak elde edememişlerdi. Henüz laboratuarda yapamadıkları, özenle oluşturulmuş kristaller de dahil olmak üzere bazı kimyasallar gerekiyordu.
Ancak bunu çözdükleri zaman, sonuçlar olağanüstü olmuştu. Çağdaş bir LED lambası, kullandığı elektriğin yüzde 50’sinden fazlasını ışığa çevirir. Akkor lambaların sahip olduğu yüzde 4’lük dönüşüm oranı ile kıyaslandığında, verimli bir lambadır. Tüm kullanıcılar için para ve elektrik tasarrufunun dışında, beyaz LED’lerin sahip olduğu verimlilik, elektrik tedariği olmayan bölgelerde yaşayan halklara aydınlatma götürdüğü için onları cazip hale getiriyor. Bir güneş enerjisi kurulumu, LED bir lambayı uzun süre dayanacak kadar şarj edebilir ve çocukların gece vakti ev ödevi yapmasına, küçük işletmelerin karanlıktan sonra çalışmaya devam etmesine olanak sağlayabilir.
Ayrıca LED’ler, floresan lambaların sahip olduğu 10.000 saat ve akkor lambaların sahip olduğu 1.000 saat kullanım süresi ile karşılaştırıldığında, 100.000 saate kadar dayanabilir. Daha fazla ev ve binada LED’e geçmek, dünyada aydınlatma için kullanılan elektrik ve malzeme tüketimini önemli oranda azaltabilir.
Mavi bir LED ışıktan beyaz bir LED ışık yapmak kolaydır. Mühendisler, lambada bulunan bir tür floresan kimyasalını harekete geçirmek için mavi bir LED kullanırlar. Bu, mavi ışığı beyaz ışığa dönüştürür.
2014 senesinde ödül kazananlardan ikisi Isamu Akasaki ve Hiroshi Amano, mavi bir LED’deki katmanların pek çoğunda görülen bir kimyasal olan yüksek kaliteli galyum nitrit üretmede beraber çalıştılar. Önceki kırmızı ve yeşil LED’ler, üretmesi daha kolay olan galyum fosfat kullanıyordu. Akasaki ile Amano, galyum nitrit yarıiletkenine verimli bir şekilde ışık yaymaları için nasıl kimyasal eklemeleri gerektiğini keşfettiler. İkili, galyum nitrit alaşımı katmanlarıyla birlikte yapılar inşa etti.
Ödülü kazanan üçüncü kişi olan Shuji Nakamura da yüksek kaliteli galyum nitrit yapımı üzerinde çalıştı. Belirli kimyasallarla işlem gören galyum nitrit yarıiletkenlerinin neden parladıklarını çözdü. Kendi galyum nitrit temelli yapılarını inşa etti.
Nobel Fizik Ödülü Kurulu, yaptıkları bir açıklamada hem Nakamura’nın hem de Akasaki’nin gruplarının, çok daha verimli mavi LED’ler oluşturmak üzerinde çalışmaya devam edeceklerini söyledi. Nakamura şimdi Santa Barbara Kaliforniya Üniversitesi’nde bir profesör olsa da, LED araştırmasına küçük bir Japon kimya şirketi olan Nichia Kimya Şirketi’nde başlamıştı.
Akasaki ve Amano, Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’nde profesörler.
Nobel Kurulu’nun yazdığına göre, gelecekte mühendisler kırmızı, yeşil ve maviyi birleştirerek, ayarlanabilir renklere sahip bir ışık meydana getiren beyaz LED’ler yapabilirler.
Çeviren : Ozan Zaloğlu