تطوير الصمام الثنائي الباعث للضوء

تطورت تقنية LED من الاكتشافات المعملية إلى ثورة الإضاءة العالمية. ومع التطور السريع لتقنية LED، أصبح تطبيق LED الآن بشكل أساسي في:
-إضاءة المنزل :مصابيح LED، مصابيح السقف، مصابيح المكتب
-الإضاءة التجارية :مصابيح السقف، ومصابيح الكشاف، ومصابيح اللوحة
-الإضاءة الصناعية :أضواء التعدين، أضواء السقيفة العالية
-الإضاءة الخارجية :أضواء الشوارع، أضواء المناظر الطبيعية، أضواء حمامات السباحة
-إضاءة السيارات :مصابيح أمامية LED، مصابيح نهارية، مصابيح خلفية
-شاشة LED :شاشة إعلانية، تلفزيون LED صغير
-إضاءة خاصة:مصباح المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، مصباح نمو النبات

في الوقت الحاضر، يمكننا أن نرى LED في كل مكان في حياتنا، وهذا هو نتيجة ما يقرب من قرن من الجهود، يمكننا ببساطة أن نعرف تطور LED كما ضربة 4 مراحل:
1. الاستكشافات المبكرة (أوائل القرن العشرين - ستينيات القرن العشرين)
-اكتشاف التوهج الكهربائي (1907)
كان المهندس البريطاني هنري جوزيف راوند أول من لاحظ ظاهرة التلألؤ الكهربائي على بلورات كربيد السيليكون (SiC)، لكنه لم يدرسها بعمق.
في عام 1927، أجرى العالم السوفييتي أوليج لوسيف دراسة أخرى ونشر بحثًا، اعتبر بمثابة "أبو نظرية الصمام الثنائي الباعث للضوء"، لكن الأبحاث توقفت بسبب الحرب العالمية الثانية.

- وُلِد أول مصباح LED عملي (1962)
نيك هولونياك جونيور، مهندس في شركة جنرال إلكتريك (GE) اخترع أول ضوء مرئي LED (ضوء أحمر، مادة GaAsP). وهذا يمثل انتقال LED من المختبر إلى التسويق التجاري، حيث كان يستخدم في الأصل في مؤشرات الأجهزة.

2. ثورة LED الملونة (سبعينيات-تسعينيات القرن العشرين)
- تم تقديم مصابيح LED الخضراء والصفراء (في سبعينيات القرن العشرين)
1972: اخترع السيد جورج كرافورد (تلميذ هولونياك) مصباح LED الأصفر (أكثر سطوعًا بعشر مرات).
ثمانينيات القرن العشرين: أدت مواد الألومنيوم والغاليوم والزرنيخ (AlGaAs) إلى تحسين كفاءة مصابيح LED الحمراء بشكل كبير، والتي تم استخدامها في إشارات المرور والمعدات الإلكترونية.

-ثورة LED الزرقاء (تسعينيات القرن العشرين)
1993: فاز العالم الياباني شوجي ناكامورا (Shuji Nakamura) بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2014 عن اكتشافه مادة نيتريد الغاليوم (GaN) التي تعتمد على الصمام الثنائي الباعث للضوء الأزرق. وهذا يمثل الصمام الثنائي الباعث للضوء الأزرق + الفوسفور = الصمام الثنائي الباعث للضوء الأبيض، مما وضع الأساس للإضاءة LED الحديثة.

3. شعبية مصابيح LED البيضاء والإضاءة (منذ عام 2000 وحتى عام 2010)
- تسويق مصابيح LED البيضاء (العقد الأول من القرن الحادي والعشرين)
أطلقت شركة Nichia Chemical وCree وOsram وشركات أخرى مصابيح LED بيضاء عالية الكفاءة لتحل تدريجياً محل المصابيح المتوهجة والفلورية.
2006: أطلقت شركة Cree الأمريكية أول مصباح LED بقدرة 100 لومن/وات، متجاوزة بذلك كفاءة مصباح الفلورسنت.
(في عام 2006، بدأت شركة Heguang Lighting في إنتاج مصابيح LED تحت الماء)

-إدخال تقنية LED في الإضاءة العامة (العقد الأول من القرن الحادي والعشرين)
العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين: انخفضت تكلفة مصابيح LED بشكل كبير، ونفذت البلدان في جميع أنحاء العالم "حظرًا على اللون الأبيض" (مثل الاتحاد الأوروبي الذي تخلص تدريجيًا من المصابيح المتوهجة في عام 2012).
2014: جائزة نوبل في الفيزياء مُنحت إلى إيسامو أكاساكي وهيروشي أمانو وشوجي ناكامورا لمساهماتهم في المصابيح الزرقاء.

4. تقنية LED الحديثة (منذ عشرينيات القرن العشرين وحتى الآن)
-ميني ليد ومايكرو ليد
Mini LED: يستخدم في أجهزة التلفزيون المتطورة (مثل Apple Pro Display XDR)، وشاشات الرياضات الإلكترونية، والإضاءة الخلفية الأكثر دقة.
Micro LED: بيكسلات مضيئة ذاتيا، من المتوقع أن تحل محل OLED (أطلقت سامسونج وسوني نماذج أولية من المنتجات).

- الإضاءة الذكية و Li-Fi
LED ذكي: درجة حرارة اللون قابلة للتعديل، والتحكم في الشبكات (مثل Philips Hue).
Li-Fi: استخدام ضوء LED لنقل البيانات، أسرع من Wi-Fi (وصل المختبر إلى 224 جيجابايت في الثانية).

- الأشعة فوق البنفسجية LED والتطبيقات الخاصة
Uv-c LED: يستخدم للتعقيم (مثل معدات التطهير بالأشعة فوق البنفسجية أثناء الوباء).
نمو النبات LED: طيف مخصص لتحسين الكفاءة الزراعية.

من "مؤشر ضوئي" إلى "إضاءة عامة": ازدياد الكفاءة ألف مرة وانخفاض التكلفة بنسبة 99%. انتشار تقنية LED عالميًا يُقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمئات الملايين من الأطنان سنويًا. تُغير تقنية LED العالم! في المستقبل، قد تُحدث ثورة في قطاعات العرض والاتصالات والقطاع الطبي وغيرها الكثير! لنرَ!