Nobel web sitesinin bilimsel geçmişi iyidir. Temel olarak, galyum nitrür yapmaya çalıştığınızda, genellikle (1) kusurlarla dolu ve (2) n katkılı (p-doping yapmaya çalışırken bile) bir malzeme elde edersiniz.

Bu nedenle mavi LED'ler gerekli

1. Büyüyen kristaller için MOCVD teknolojisinin icadı (1970'lerin başı);
2. MOCVD ile iyi bir GaN yetiştirmek için doğru tarifi bulma (yani, safir bir substrat kullanın, düşük sıcaklık adımıyla başlayın, sonra yüksek sıcaklığa geçin, vb.) (1980'lerin ortası);
3. p-tipi GaN yetiştirmek için doğru tarifi bulma (hangi katkı maddesi (Mg), hangi konsantrasyonda ve Mg katkı maddelerinin gerçekten işe yaraması için hangi tavlama / işleme reçetesi kullanılmalı ve onu iptal eden istenmeyen n-tipi dopanlar) (1990'ların başı);
4. Tüm bunlar yerine getirildikten sonra, LED yapmak için iyi yapılar bulun (örneğin, InGaN'i de büyütebilirseniz, kuantum kuyuları yapabilirsiniz) (1990'ların başından ortasına).
ol>

Tüm bu adımlar, yalnızca özenli deneme yanılma değil, aynı zamanda sorunları teşhis etmek ve bunları nasıl düzelteceklerini keşfetmek için çok sayıda kapsamlı analiz ve dikkatli ölçümler gerektiriyordu. :-D

Ek not: Bu malzeme bilimi araştırmalarının henüz bitmemiş olması gerçekten harika ve heyecan verici. Indiyum-galyum-nitrürde gittikçe daha fazla indiyum alaşımlandıkça, kusurlar daha da kötüleşir ve p-doping daha da zorlaşır. Artık bu sorunların üstesinden gelmek için çalışan birçok insan var. Görünüşe göre her yıl birisi, birkaç yüzde puanı daha fazla indiyum kullanmalarına olanak tanıyan bir malzeme işleme atılımıyla karşımıza çıkıyor.

Yeterli indiyum ile, bant aralığı maviden yeşile kayacaktır (ÇOK daha fazla indiyum ile, tamamen kızılötesine geçer). Dolayısıyla bu araştırma, potansiyel olarak çok daha verimli bir yeşil LED'e ve daha da iyisi, sayısız uygulamaya sahip olan uzun zamandır beklenen yeşil diyot lazere yol açabilir. görüntüleme teknolojisinde. (Yeşil lazer işaretçileri gördünüz, ancak bunlar kızılötesi lazerler ve doğrusal olmayan optikler kullanan karmaşık cihazlardır. Bir yeşil diyot lazeri, olsaydı daha ucuz, daha sağlam, daha küçük ve çok daha enerji verimli olurdu.) Daha fazla indiyum kullanabilirsiniz, InGaN-GaN tandem güneş pilleri için gelecek vaat eden aday malzeme sistemi haline gelir.

The Blue Laser Diode: The Complete Story kitabı GaN'in p-tipi dopingi konularını ele alıyor.

Yüksek kaliteli GaN kristal film yetiştirmenin zorluğu, uygun bir substrat malzemesi bulma sorununda yatmaktadır. (...)

Yukarıdaki bağlantı, ilgilenebileceğiniz bölüme işaret ediyor.

"Kritik" kısım, mavi fotonlar üretmek için yeterince geniş bant aralığına sahip bir yapı bulmak ve üretmekti. İlk LED'ler, şu anda LED'lerde bulunan yeşil veya mavi fotonlardan çok daha az enerjiye sahip olan nispeten uzun dalga kızılötesi (IR) fotonlar üretti. Genel olarak, istenen bant aralığı ne kadar büyükse, uygun bir malzeme üretmek o kadar zordur.

Bununla birlikte, Claudix 'referansı kontrol etmek için iyi bir kitaptır.

Bunu bir yorum olarak göndermek istedim, ancak çok uzadı.

Biraz gizli kalan, ancak diğer birkaç kullanıcının da ilgilendiği son soru, neden Mavi LED'i inşa etmek kırmızı olandan belki çok daha zordu. Steve B'nin nobel bilimsel geçmişiyle olan bağlantısını okumak bana, soruyu ilgilenen başka herhangi biri için cevaplamaya çalışabileceğim yeterli bilgiyi sağlıyor. Tüm bilgilerimi oradan alıyorum:

Görünüşe göre, np-kavşaklarına bakıldığında, ışık kaynakları oluşturmak için yararlı olabilecekleri birçok insan için açıktı. İlk kızılötesi lazerler / LED, ilk kırmızı LED'in duyurulduğu anda neredeyse aynı zamanda oluşturuldu. Tek fark, LED durumunda daha büyük olan bant aralığıdır, çünkü Holonyak mevcut yaklaşımların akıllıca bir kombinasyonunu kullandı (bunun yerine $ \ mathrm {GaP} _x \ mathrm {As} _ {1-x} $ $ \ mathrm {GaP} $ veya $ \ mathrm {GaAs} $). LED ilk başta çok verimli değildi, onları verimli kılan şey heteroyapıları ve kuantum kuyuları kullanma teknikleriydi - ilki 2000 yılında nobel ödülü ile ödüllendirildi.

Bu anlamda kırmızı LED yapmak kesinlikle büyük bir ilerleme, ancak o sırada mevcut araştırmanın da devamındaydı.

Ancak mavi LED'ler farklıdır: Bazı insanlar 70'lerde temel olarak $ \ mathrm {GaN} $ kullanmayı önermişlerdi, ancak kimse onu çalıştıramadı. Ayrıca, 2.-4 numaralı noktalar olarak listelenen ek zorlukların üstesinden gelinmesi gerekiyordu. Steve B'nin listesinde, esasen tamamı bu yılki Nobel ödülüne layık görülen üç kişi tarafından gerçekleştirildi.

Yani belki de daha çok şuna benzer: İlk LED'in icadı bir Nobel ödülünü hak ediyorsa (her neyse anlamına gelir), o zaman kesinlikle mavi LED'lerin icadı da öyle.

Ayrıca mavi, ana renklerin sonuncusuydu, bu nedenle icadı beyaz LED'lerin üretimini mümkün kıldı. Sıradan lambalar daha sonra enerji açısından son derece verimli LED alternatifleriyle değiştirilebilir.