PUBLICIDADE

Quando um simples LED azul valeu um Prêmio Nobel

LEDs são uma tecnologia que revolucionou a forma com que produzimos luz, além de economizarem energia. Vamos conhecer um pouco sobre eles.

24 out 2021 20h20
| atualizado em 19/11/2021 às 17h07
ver comentários
Publicidade

Hoje estamos cercados de LEDs. Provavelmente sua casa tem várias lâmpadas de LED, seu carro tem faróis de LED, seu teclado tem LEDs demais e todo dispositivo eletrônico tem pelo menos um LED de power. Mas nem sempre foi assim.

LED Azul hoje só é destaque se a gente força a barra.
LED Azul hoje só é destaque se a gente força a barra.
Foto: Editoria de Arte / Meio Bit

LED é uma sigla para Diodo Emissor de Luz, em inglês. Basicamente um diodo é um componente eletrônico semicondutor que só conduz eletricidade em uma direção. Eles são utilíssimos, mas diodos em geral não brilha, exceto quando você os liga em 220V, sem perceber.

Até os anos 1960 havia uma opção para iluminação: Lâmpadas, usando filamentos de Tungstênio ou similares. Painéis de controle tinham lampadinhas, que queimavam constantemente e havia toda uma complexidade de projeto para que fossem rapidamente substituídas.

Neste vídeo da sempre ótima Fran Blanche ela mostra uma botoeira do mesmo modelo usado nos painéis de controle de missão da NASA durante o Programa Apollo. Pense numa trabalheira.

Exibir dados alfanuméricos exigia mais complexidade ainda. Tínhamos de painéis físicos rotativos, como aqueles usados antigamente em aeroportos, a uma imensa variedade de dispositivos diferentes, inclusive as famosas válvulas Nixie, que são adoradas pela turma que curte montar relógios retrô.

Tipo isso.
Tipo isso.
Foto: Reprodução Internet / Meio Bit

Todos esses dispositivos eram grandes, desajeitados, consumiam muita eletricidade e queimavam com facilidade. A grande revolução, os displays de LEDs só foram surgir no final dos 60s, embora tenham sido inventados no comecinho do Século XX.

Em 1907 um sujeito chamado  H. J. Round, trabalhando nos Laboratórios Marconi descobriu que ao aplicar eletricidade a uma amostra de Carbeto de Silício (SiC) era produzido um fenômeno chamado eletroluminescência, ou seja: Era gerada luz, mas não por aquecimento, como nos filamentos das lâmpadas.

https://tecnoblog.net/meiobit/wp-content/uploads/2021/10/LEDdoMal.mp4

O fenômeno foi considerado interessante, mas como em 1907 ainda vivíamos em cavernas, nada se fez com ele. Só em 1927 um russo chamado Oleg Losev criou um componente específico, mas de novo, foi só uma curiosidade de laboratório.

Novos materiais foram sendo pesquisados, mas os LEDs ainda eram fracos demais e a imensa maioria funcionava fora do espectro visível. Só em 1962 o primeiro LED infravermelho comercial começou a ser vendido pela Texas Instruments, e eram caros, muito caros. Algumas fontes listam o preço inicial em algo em torno de US$200, e nem quero saber se o valor está corrigido ou não.

Os LEDs infravermelhos tinham um monte de aplicações industriais e comerciais, eles são essenciais até hoje, você tem vários em casa, nos controles-remotos de suas TVs e outros aparelhos, mas a grande revolução veio com os LEDs vermelhos. Eles foram imediatamente incorporados em displays numéricos, muito, muito mais práticos que válvulas Nixie ou displays eletroluminescentes.

O primeiro produto comercial foi este aqui:

Indicador Numérico Modelo 5082-7000 da HP
Indicador Numérico Modelo 5082-7000 da HP
Foto: VTA / Meio Bit

É o Indicador Numérico Modelo 5082-7000, da HP, e vendeu feito água no deserto.

Logo LEDs de outras cores foram criados, o que faz o LED emitir luz em uma freqüência específica são os elementos com os quais você dopa o semicondutor.

Nota: Ninguém está sugerindo aplicar um boa-noite Cinderela no LED, "dopar" é o termo técnico para misturar impurezas ao material.

LEDs Amarelos, Verdes, Laranjas começaram a freqüentar painéis de controle e VUs de audiófilos, mas havia uma cor em especial que ninguém havia conseguido: O LED azul.

Em 1972 Herb Maruska e Wally Rhines conseguiram criar um LED azul usando Nitreto de Gálio dopado com Zinco, mas foi uma descoberta que assim como o Grafeno, não saiu do laboratório. O processo ainda era muito ineficiente e o LED muito fraco. Por anos e anos pesquisadores no mundo todo continuaram correndo atrás do LED Azul, por um bom motivo:

Close extremo de um telão de LEDs
Close extremo de um telão de LEDs
Foto: Reddit / Meio Bit

Com Azul, Verde e Vermelho você consegue produzir todas as cores. É a base da televisão colorida. Aqueles telões que a gente vê em estádios? Bem de perto, coladinho, você vê um monte de LEDs azuis, verdes e vermelhos.

Quem cresceu nos Anos 80/90 lembra bem que era raríssimo um dispositivo com um LED azul, só eram encontrados em equipamentos de ponta. Ter um LED azul era símbolo de status.

Eis que em 1993, Shuji Nakamura Isamu Akasaki Hiroshi Amano pesquisavam crescimento de cristais de Nitreto de Gálio em substratos de safira, Nakamura trabalhava para a Nichia Corp, os outros dois eram da Universidade de Nagoya.

Eles conseguiram pela primeira vez produzir LEDs azuis de alta potência, e sua pesquisa também possibilitou que LEDs de outras cores ganhassem muito mais brilho. A invenção deles foi verdadeiramente revolucionária, resultando em LEDs de alta qualidade, e bem mais baratos e fáceis de produzir.

Shuji Nakamura
Shuji Nakamura
Foto: Ladislav Markuš / Wikimedia Commons / Meio Bit

A importância foi tanta que em 2014 os três foram agraciados com o Nobel da Física, o que deixou um tal de Ted Moustakas um tanto... contrariado.

Ele tinha uma patente com um método de produção de LEDs azuis, entrou na Justiça e três empresas tiveram que pagar uma indenização que totalizou US$13 milhões.

Hoje os LEDs azuis custam o mesmo que LEDs normais. Sem procurar muito, no Mercado Livre acha-se um kit de 100 LEDs azuis por R$19,00 o que dá R$0,19 por LED. Ou US$0.034 a unidade.

A revolução final dos LEDs veio com a criação do LED branco, que na verdade não existe.

Todo LED emite luz em uma freqüência bem específica, a luz branca é a combinação de todas as cores, então mesmo com LEDS RGB, de perto a luz não é percebida como branca. A solução? Um LED usando Fósforo dopado com Cério e Y3Al5O12 produz luz amarela, que combinada com o substrato que produz azul, emite uma luz que nós enxergamos como branca.

Uma lâmpada de LED por dentro
Uma lâmpada de LED por dentro
Foto: Wikiwand / Meio Bit

Hoje as lâmpadas de LED são uma alternativa excelente às fluorescentes, e nem vamos falar das incandescentes, que desperdiçam 90% da energia em calor. LEDs brancos de alta potência também existem em lanternas, chaveiros, faróis e maníacos de YouTube.

Claro, o preço que a gente paga é tudo "gamer" vir com RGB, custar duas vezes mais caro e transformar sua mesa em uma penteadeira de dama que troca favores por dinheiro, mas ainda assim é um preço bem pequeno.

Quando um simples LED azul valeu um Prêmio Nobel

Meio Bit
Publicidade
Publicidade