دیود نورگسیل آبی (Blue LED)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود نورگسیل آبی (Blue LED) :
دیود نورگسیل آبی (Blue LED) نوعی LED است که نور آبی در محدوده طول موج حدود ۴۵۰-۴۹۵ نانومتر تولید می کند. اختراع LED آبی در اوایل دهه ۱۹۹۰ توسط دانشمندان ژاپنی (Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Shuji Nakamura) یک نقطه عطف در تاریخ فناوری بود که منجر به دریافت جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۴ شد. این اختراع امکان ساخت LED سفید و نمایشگرهای رنگی تمام رنگ را فراهم کرد.
ساخت LED آبی به دلیل چالش های مواد نیمه هادی دشوار بود. ماده اصلی برای LED آبی، نیترید گالیوم (GaN) است که رشد بلورهای با کیفیت بالا از آن مشکل بود. دانشمندان با استفاده از لایه های بافر (Buffer Layers) و تکنیک های جدید، توانستند این مشکل را حل کنند. با افزودن آلومینیوم یا ایندیوم، می توان طول موج را تنظیم کرد (AlGaN برای UV، InGaN برای آبی و سبز).
پارامترهای مهم Blue LED عبارتند از: طول موج پیک (Peak Wavelength) (معمولا ۴۶۰-۴۷۰ نانومتر برای کاربردهای عمومی)، شار نوری (Luminous Flux)، ولتاژ آستانه (معمولا ۳-۳.۶ ولت)، جریان کاری، و بازده نوری. Blue LEDها معمولا بازده بالایی دارند.
کاربرد اصلی Blue LED به عنوان جزئی از LED سفید (به همراه فسفر) است. تقریبا تمام LEDهای سفید تجاری با ترکیب یک Blue LED و فسفر YAG:Ce ساخته می شوند. بنابراین، Blue LED سنگ بنای صنعت روشنایی LED مدرن است. بدون آن، LED سفید وجود نداشت و انقلاب روشنایی اتفاق نمی افتاد.
کاربرد دیگر در نمایشگرهای تمام رنگ (Full-Color Displays) است. با ترکیب سه LED (قرمز، سبز، آبی) در هر پیکسل، می توان طیف وسیعی از رنگ ها را تولید کرد. این فناوری در تلویزیون های LED بزرگ (LED Billboards)، نمایشگرهای استادیوم ها، و برخی نمایشگرهای با کیفیت بالا استفاده می شود. (البته در نمایشگرهای LCD معمولی از فیلتر رنگی استفاده می شود).
Blue LEDها همچنین در نورپردازی دکوراتیو، چراغ های خودرو (به عنوان نور روز - DRL)، و تجهیزات پزشکی (مانند دستگاه های فوتوتراپی برای درمان زردی نوزادان) کاربرد دارند. نور آبی در محدوده ۴۶۰-۴۷۰ نانومتر برای درمان زردی نوزادان (با تجزیه بیلی روبین) مؤثر است.
سری معروف Blue LEDها شامل محصولات شرکت هایی مانند Nichia، Cree، OSRAM، و Lumileds است. به عنوان مثال، سری NSPB از Nichia یکی از اولین Blue LEDهای تجاری بود. امروزه Blue LEDهای پرقدرت با شار نوری بالا (چند صد لومن) برای کاربردهای روشنایی و پروژکتورها موجود هستند.
یکی از نکات جالب در مورد Blue LEDها، تأثیر آنها بر ریتم شبانه روزی (Circadian Rhythm) انسان است. نور آبی (به ویژه در شب) می تواند تولید ملاتونین (هورمون خواب) را سرکوب کرده و باعث اختلال خواب شود. به همین دلیل، در لامپ های LED جدید، گاهی از فناوری های کاهش نور آبی (Blue Light Reduction) استفاده می شود.
در نهایت، Blue LED یک فناوری انقلابی است که جهان را تغییر داد. از روشنایی کم مصرف تا نمایشگرهای با کیفیت، تأثیر آن در زندگی روزمره مشهود است. اختراع آن یکی از مهم ترین دستاوردهای علم مواد و الکترونیک در نیم قرن اخیر است.
