{"id":14448,"date":"2024-08-26T08:00:45","date_gmt":"2024-08-26T11:00:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/?p=14448"},"modified":"2024-08-22T17:27:45","modified_gmt":"2024-08-22T20:27:45","slug":"a-historia-do-led-azul","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/2024\/08\/26\/a-historia-do-led-azul\/","title":{"rendered":"A Hist\u00f3ria do LED Azul"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text]\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0O primeiro Diodo Emissor de Luz (LED, do ingl\u00eas Light-Emitting Diode<\/em>) que emite na faixa do vis\u00edvel foi inventado pelo professor estadunidense Nick Holonyak, em 1962 [1]. Esse LED emitia luz na cor vermelha. Alguns anos mais tarde, em 1969, o LED que emite luz verde foi criado por engenheiros da Monsanto\u00ae<\/sup> [2]. At\u00e9 ent\u00e3o, os LEDs, apesar de muito promissores devido \u00e0 sua alta efici\u00eancia energ\u00e9tica, s\u00f3 podiam ser utilizados em visores simples, como os de calculadoras ou rel\u00f3gios, porque estavam limitados ao vermelho e ao verde.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0A obten\u00e7\u00e3o de luz azul com a tecnologia dos LEDs era muito almejada, pois significaria a possibilidade da produ\u00e7\u00e3o da luz branca (e de todas as outras cores) a partir da jun\u00e7\u00e3o das cores vermelho, verde e azul. Essa possibilidade abriria fronteiras e possibilitaria a utiliza\u00e7\u00e3o dessa nova categoria de l\u00e2mpadas em todos os tipos de tela e de ilumina\u00e7\u00e3o, representando um substancial avan\u00e7o tecnol\u00f3gico. No entanto, o desenvolvimento de um LED que emitisse luz azul n\u00e3o era tarefa f\u00e1cil por conta do seu princ\u00edpio de funcionamento, e essa inven\u00e7\u00e3o foi aguardada ao longo de d\u00e9cadas.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Um diodo consiste na jun\u00e7\u00e3o de dois semicondutores, sendo um deles do tipo N (negativo) e o outro do tipo P (positivo). Nesses dispositivos, a emiss\u00e3o de f\u00f3tons ocorre quando el\u00e9trons transitam da banda de condu\u00e7\u00e3o para a banda de val\u00eancia. A energia do f\u00f3ton emitido \u00e9 igual \u00e0 diferen\u00e7a energ\u00e9tica entre as duas bandas [3]. Como a luz azul est\u00e1 na faixa das maiores frequ\u00eancias do espectro vis\u00edvel, seus f\u00f3tons s\u00e3o os mais energ\u00e9ticos, e s\u00e3o necess\u00e1rias transi\u00e7\u00f5es muito energ\u00e9ticas dos el\u00e9trons nos semicondutores para obt\u00ea-la, explicando a dificuldade da cria\u00e7\u00e3o de um LED azul.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Ao final dos anos 1980, Shuji Nakamura<\/a>, um engenheiro japon\u00eas que trabalhava na f\u00e1brica Nichia\u00ae<\/sup>, conseguiu apoio financeiro para pesquisar e desenvolver o esperado LED azul. O in\u00edcio da pesquisa se deu na Fl\u00f3rida, onde Nakamura trabalhou por um ano estudando a ent\u00e3o inovadora t\u00e9cnica de Deposi\u00e7\u00e3o Qu\u00edmica de Vapor de Metal Org\u00e2nico (MOCVD, do ingl\u00eas Metal-Organic Chemical Vapor Deposition<\/em>), utilizada para produzir cristais de alta perfei\u00e7\u00e3o estrutural, necess\u00e1rios para a produ\u00e7\u00e3o dos LEDs azuis. Durante o tempo que passou nos Estados Unidos, Nakamura sofreu preconceito por n\u00e3o possuir t\u00edtulo de doutor, e sua pesquisa foi limitada por essa discrimina\u00e7\u00e3o.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Nakamura retornou ao Jap\u00e3o, onde solicitou um reator MOCVD \u00e0 Nichia\u00ae<\/sup>, e passou a trabalhar incessantemente na produ\u00e7\u00e3o de cristais de nitreto de g\u00e1lio (GaN) de alta qualidade. Esses cristais j\u00e1 haviam sido produzidos por Isamu Akasaki<\/a> e Hiroshi Amano<\/a>, pesquisadores da Universidade de Nagoya, mas a produ\u00e7\u00e3o em larga escala ainda n\u00e3o era poss\u00edvel [4]. Nakamura obteve sucesso de maneira independente na produ\u00e7\u00e3o de cristais de GaN em 1990. Havia outros dois problemas a serem resolvidos: a produ\u00e7\u00e3o de GaN tipo P, e a obten\u00e7\u00e3o de l\u00e2mpadas que emitissem pot\u00eancias altas o suficiente para que fossem vistas durante o dia. Esses dois problemas foram resolvidos de maneira independente por Nakamura e por Akasaki e Amano.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0As solu\u00e7\u00f5es apresentadas pelas duas linhas de pesquisa eram diferentes, mas ambas foram capazes de obter os revolucion\u00e1rios LEDs azuis. Esses LEDs foram primeiramente apresentados pela Nichia\u00ae<\/sup> em 29 de novembro de 1993 [5], e posteriormente aprimorados ao longo da d\u00e9cada de 1990. A inven\u00e7\u00e3o transformou o mundo, permitindo a cria\u00e7\u00e3o de l\u00e2mpadas mais econ\u00f4micas e eficientes, adequadas para todos os tipos de ilumina\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, viabilizou novas tecnologias de telas, que agora est\u00e3o presentes em praticamente todos os dispositivos eletr\u00f4nicos modernos. Nakamura, Akasaki e Amano receberam em conjunto o Pr\u00eamio Nobel da F\u00edsica de 2014<\/a>, \u201cpela inven\u00e7\u00e3o de diodos emissores de luz azuis eficientes que permitiram fontes de luz branca brilhantes e que economizam energia\u201d [6]. Al\u00e9m disso, ao longo do processo de pesquisa, Nakamura conquistou seu t\u00edtulo de doutor em engenharia.<\/span><\/p>\n

Autor:<\/strong> Angelo Zanona Neto.<\/span><\/p>\n

Refer\u00eancias:<\/span><\/p>\n

[1] TOUCHSTONE, L. A. Nick Holonyak Jr. University of Illinois. <\/strong>2022. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/ece.illinois.edu\/newsroom\/51161#:~:text=While%20working%20at%20General%20Electric,emit%20a%20visible%20red%20light>. Acesso em 12 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[2] Monsanto MV2 LED.<\/strong> Industrial Alchemy. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.industrialalchemy.org\/articleview.php?item=529>. Acesso em 12 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[3] OLIVEIRA, I. N. et al. <\/em>Estudo das propriedades do Diodo Emissor de Luz (LED) para a determina\u00e7\u00e3o da constante de Planck numa maquete automatizada com o aux\u00edlio da plataforma Ardu\u00edno. Revista Brasileira de Ensino de F\u00edsica. <\/strong>v. 42. 2020. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.scielo.br\/j\/rbef\/a\/tYxCGJshXSRQY5wDgZMdCqM\/>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[4] ROSE, J. Blue LEDs \u2013 Filling the world with new light. The Nobel Prize in Physics 2014.<\/strong> 2014. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.nobelprize.org\/uploads\/2018\/06\/popular-physicsprize2014-1.pdf>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[5] Shuji Nakamura \u2013 Biographical.<\/strong> NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2024. 2024. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.nobelprize.org\/prizes\/physics\/2014\/nakamura\/biographical\/>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[6] GOMES, A. Pr\u00eamio Nobel em F\u00edsica \u2013 2014. GPET F\u00edsica Unicentro.<\/strong> Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/2014\/09\/01\/premio-nobel-em-fisica-2014\/>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[7] ROLFINI, F. Morre, aos 92 anos, vencedor do Nobel que inventou o LED azul. Olhar Digital. <\/strong>Dispon\u00edvel em: <https:\/\/olhardigital.com.br\/2021\/04\/02\/ciencia-e-espaco\/morre-vencedor-do-nobel-que-inventou-o-led-azul\/>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[8] VERITASIUM. Por Que Era Quase Imposs\u00edvel Criar o LED Azul. YouTube. 2024. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/youtu.be\/AF8d72mA41M?si=9swHSTLNKv1X8cJp>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

[9] RUDGE, F. Por que Pr\u00eamio Nobel para o LED azul. Sociedade Brasileira de F\u00edsica.<\/strong> 2014. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/por-que-premio-nobel-para-o-led-azul\/>. Acesso em 13 ago 2024.<\/span><\/p>\n

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