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O Nobel da luz azul


O anúncio do Prêmio Nobel de Física surpreendeu por agraciar o LED azul. E por que não o vermelho e o verde também? O que torna a luz azul especial? Certamente porque o vermelho e verde foram facilmente produzidos e passaram-se trinta anos até conseguir o LED de luz azul. Hoje vemos que a iluminação com LED tem a mesma importância que teve a invenção da lâmpada elétrica do Edson.

O LED (Light Emitting Diode ou diodo emissor de luz) é um diodo semicondutor que quando é ligado a uma fonte de energia elétrica passa a emitir luz visível. A luz não é exatamente monocromática (de uma cor só como no laser), mas consiste de uma banda estreita. Esse efeito é chamado de eletroluminescência.

O silício e o germânio têm quatro elétrons na última camada, formando assim estruturas cristalinas perfeitas, um semicondutor. Porém, com impurezas, aparecem lacunas ou elétrons, formando a chamada junção P- N. Quando uma corrente elétrica passa na junção, a energização dos elétrons faz com que, quando retornam ao seu estado natural, liberem a energia na forma de calor ou de fótons de luz .

Alguns materiais, como o arsenieto de gálio (GaAs) ou o fosfeto de gálio (GaP), a quantidade de fótons de luz emitida é grande o suficiente para tornar o diodo uma fonte de luz eficiente. A cor dependente do cristal e da impureza que é adicionada no semicondutor. O LED que utiliza o arsenieto de gálio emite radiações infravermelhas. Dopando com fósforo, o dispositivo emite luz vermelha, já o fosfeto de gálio com dopagem de nitrogênio emite luz verde.

A emissão de infravermelho nos diodos foi observada logo que foram inventados. A primeira emissão visível, de cor vermelha foi obtida em 1962. O LED que emitia luz azul intensa apareceu em 1989, convertendo apenas 0,03% da energia em luz. Mas em 1994 os laureados com o Nobel obtiveram um LED azul de alta eficiência usando Arsenieto de Gálio e Índio e Nitreto de Gálio e Alumínio. A eficiência era de 2,7% (as lâmpadas incandescentes convertem somente 4% da energia).

Hoje, os LED disponíveis no mercado, além de serem muito baratos, tem um rendimento superior a 50%, ou seja é a melhor fonte de luz artificial que existe. O LED azul eficiente permitiu criar as primeiras matrizes RGB que são formados por três junções, um vermelho (R de red), um verde (G de green) e um azul (B de blue). Com o uso de outros materiais, consegue-se fabricar LED que emitem luz azul, violeta e até ultravioleta. Existem também os LED brancos, mas esses são geralmente azuis revestidos com uma camada de fósforo (método similar ao usado nas lâmpadas fluorescentes, que absorve a luz azul e emite a luz branca). Com o barateamento do preço, seu alto rendimento e sua grande durabilidade, esses LED tornam- se ótimos substitutos para as lâmpadas comuns, e devem substituí-las a médio ou longo prazo.

A essa conquista importante, a Academia Real de Ciências da Suécia concedeu o Prêmio Nobel de Física a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura pela invenção de diodos de luz azul, além de entregar-lhes 8 milhões de coroas suecas (US$ 1,1 milhão).


Sobre o(a) autor(a)

Mario Eugenio Saturno

Mario Eugenio Saturno é Tecnologista Sênior do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Professor do Instituto Municipal de Ensino Superior de Catanduva e congregado mariano.