کیوں کیا؟بلیو ایل ای ڈی نے نوبل انعام جیت لیا?

1. تعارف

2014 میں ،طبیعیات میں نوبل انعامتین سائنس دانوں کو دیا گیا تھا -اسامو اکاساکی ، ہیروشی امانو ، اور شجی نکمورا- ان کی ایجاد کے لئےبلیو لائٹ - خارج ہونے والے ڈایڈڈ (ایل ای ڈی). اگرچہ 1960 کی دہائی سے سرخ اور سبز ایل ای ڈی کا وجود موجود تھا ، لیکن ایک موثر نیلے ایل ای ڈی کی عدم موجودگی نے کئی دہائیوں سے لائٹنگ ٹکنالوجی میں پیشرفت رکھی تھی۔ بلیو ایل ای ڈی کی ترقی صرف ایک سائنسی پیشرفت ہی نہیں تھی بلکہ ایک انقلاب تھا جس نے جدید روشنی ، ڈسپلے اور توانائی کی کارکردگی کو تبدیل کیا۔

اس مضمون میں دریافت کیا گیا ہے:
✔ کیوں بلیو ایل ای ڈی بنانا اتنا مشکل تھا
✔ نوبل انعام یافتہ افراد نے ان چیلنجوں پر قابو کیسے لیا
✔ دور - ان کی دریافت کا اثر

2. نیلے رنگ سے پہلے ایل ای ڈی زمین کی تزئین کی

2.1 ایل ای ڈی ٹکنالوجی میں گمشدہ ٹکڑا

1990 کی دہائی سے پہلے ، ایل ای ڈی محدود تھےسرخ اور سبز طول موج، جس نے ان کی درخواستوں کو محدود کردیا۔ کی عدم موجودگینیلی روشنیمطلب:

کوئی سفید ایل ای ڈی نہیں ہے: سفید روشنی کے لئے سرخ ، سبز اور نیلے رنگ (RGB) کے مرکب کی ضرورت ہوتی ہے۔

محدود ڈسپلے ٹکنالوجی: مکمل - رنگین اسکرینیں (جیسے ٹی وی اور اسمارٹ فونز) نیلے ایل ای ڈی پر منحصر ہیں۔

توانائی کی نا اہلی: فلوروسینٹ اور تاپدیپت لائٹنگ اب بھی غلبہ حاصل ہے۔

2.2 بلیو کو اتنا مشکل کیوں بنانا تھا؟

نیلے رنگ کی ایل ای ڈی بنانا ضروری ہے:
✔ ایک مناسب سیمیکمڈکٹر مواد(زیادہ تر امیدوار غیر موثر یا غیر مستحکم تھے)۔
✔ عین مطابق کرسٹل نمو کی تکنیکنقائص کو کم سے کم کرنا۔
✔ اعلی -} توانائی فوٹون تیار کرنے کا ایک طریقہ(نیلی روشنی میں سرخ/سبز رنگ سے چھوٹی طول موج ہوتی ہے)۔

کے لئے30 سال، محققین نے جیسے مواد سے جدوجہد کیسلیکن کاربائڈ (sic)اورزنک سیلینائڈ (ZnSE)، لیکن کسی نے موثر انداز میں کام نہیں کیا۔

3. پیشرفت: گیلیم نائٹریڈ (گان)

3.1 نوبل - جیتنے کی جدت

تینوں انعام یافتہ افراد پر توجہ دی گئیگیلیم نائٹریڈ (گان)، ایک ایسا مواد جس کی وجہ سے بہت سے لوگوں نے اسے خارج کردیاکرسٹل نمو کے چیلنجز. ان کی کلیدی پیشرفت:

اعلی - کوالٹی گان کرسٹل(اکاساکی اور امانو ، 1986)

استعمال کیا aنیلم سبسٹریٹاورمیٹلورجینک کیمیائی بخارات جمع (MOCVD)عیب بڑھانے کے لئے - مفت گان پرتیں۔

دریافت کیاایلومینیم نائٹریڈ (ALN) بفر پرتیںکم کرسٹل نقائص

پہلا روشن نیلے رنگ کی ایل ای ڈی(نکمورا ، 1993)

تیار کیا aدو - بہاؤ MOCVD ری ایکٹربہتر GAN نمو کے لئے۔

متعارف کرایاانڈیم گیلیم نائٹریڈ (انگن)فعال پرت کے طور پر ، نیلی روشنی کے موثر اخراج کو چالو کرنا۔

نچیا کارپوریشن کے ذریعہ تجارتی کاری

نیکمورا کے نیکیا میں کام کی وجہ سے پہلے کا کام ہوابڑے پیمانے پر - تیار بلیو ایل ای ڈی1994 میں۔

3.2 کیوں گیم کھیل - چینجر کیوں تھا؟

وسیع بینڈ گیپ: GAN اعلی -} انرجی بلیو لائٹ (450-470nm) کا اخراج کرسکتا ہے۔

استحکام: ZNSE یا sic سے زیادہ مستحکم۔

اسکیل ایبلٹی: ایم او سی وی ڈی نے صنعتی پیداوار کی اجازت دی۔

4. نیلے ایل ای ڈی کا اثر

4.1 سفید ایل ای ڈی لائٹنگ

ایک امتزاج کرکے aپیلے رنگ کے فاسفورس کے ساتھ بلیو ایل ای ڈی، سائنس دانوں نے تخلیق کیاسفید ایل ای ڈی، کون سا:
✔ 90 ٪ کم توانائی استعمال کریںتاپدیپت بلب کے مقابلے میں۔
✔ آخری 25x لمبا(50 ، 000+ گھنٹے بمقابلہ . 1 ، 000 گھنٹے)۔
✔ جدید ایل ای ڈی بلب کو فعال کیا(اب a{100+ بلین انڈسٹری).

4.2 مکمل - رنگ دکھاتا ہے

اسمارٹ فونز ، ٹی وی اور مانیٹرانحصار کریںآر جی بی پکسلز(نیلی ایل ای ڈی ضروری ہیں)۔

نیلے رنگ کے بغیر ، ہمارے پاس نہیں ہوتااولیڈ اسکرینیں ، 4K ٹی وی ، یا ایل ای ڈی بل بورڈز.

4.3 بلو - رے اور ڈیٹا اسٹوریج

بلیو لیزرز (بلیو ایل ای ڈی ٹیک سے ماخوذ) فعالبلو - رے ڈسکس، ذخیرہ کرنے کی گنجائش میں اضافہ5x سے زیادہ ڈی وی ڈی.

4.4 ماحولیاتی اور معاشی فوائد

ایل ای ڈی کمروشنی کے لئے بجلی کی عالمی طلب ~ 15 ٪.

امریکی ڈی او ای کا تخمینہ ہے کہ ایل ای ڈی بچائے گیسالانہ billion 30 بلین2030 تک توانائی کے اخراجات میں۔

5. یہ نوبل انعام کا مستحق کیوں تھا؟

نوبل کمیٹی نے تین وجوہات پر روشنی ڈالی:

سائنسی پرتیبھا

حل a30 سالہ چیلنجسیمیکمڈکٹر طبیعیات میں۔

پیش قدمیکرسٹل نمو کی نئی تکنیکآج بھی استعمال کیا جاتا ہے۔

تکنیکی انقلاب

فعالسفید ایل ای ڈی، عالمی روشنی کو تبدیل کرنا۔

بنایاجدید الیکٹرانکس(اسمارٹ فونز ، ٹی وی) ممکن ہے۔

انسانیت سوز اثر

ایل ای ڈی فراہم کرتا ہےسستی روشنی- گرڈ کمیونٹیز کو آف کرنا۔

کم کریںکاربن کے اخراجتوانائی کے فضلہ کو کاٹ کر۔

6. ایل ای ڈی ٹکنالوجی کا مستقبل

6.1 مائیکرو - ایل ای ڈی اور اگلا - جنرل ڈسپلے

ایپل ، سیمسنگ ، اور سونیترقی کر رہے ہیںمائیکرو - ایل ای ڈی ٹی ویاعلی چمک اور کارکردگی کے ساتھ۔

6.2 UV - C ڈس انفیکشن کے لئے ایل ای ڈی

نچیا اور سیئول سیمیکمڈکٹراب تیار کریںUV - C LEDSنس بندی کے لئے (اسپتالوں ، پانی کی تزکیہ)

6.3 لی - fi (روشنی - پر مبنی انٹرنیٹ)

محققین جانچ کر رہے ہیںایل ای ڈی - پر مبنی وائرلیس مواصلات(Wi - fi سے تیز)۔

7. نتیجہ

بلیو ایل ای ڈی کا نوبل انعام صرف کے بارے میں نہیں تھاایک بلب لائٹنگ- یہ قریب تھامستقبل کو روشن کرنا. گان پہیلی کو توڑ کر ، اکاساکی ، امانو ، اور نکمورا نے ان بدعات کو کھول دیا جو ہماری ڈیجیٹل دنیا کو طاقت دیتے ہیں ، توانائی کو بچاتے ہیں اور زندگی کو بہتر بناتے ہیں۔ جیسے جیسے ایل ای ڈی ٹکنالوجی تیار ہوتی ہے ، ان کی میراث پہلے سے کہیں زیادہ روشن ہوگی۔