Indium et Gallium : jouer des rôles importants dans l'éclairage LED et Prix Nobel de physique en 2014

Les amis,

Un élément important de l'indépendance énergétique des États-Unis est la réduction de la consommation d'énergie pour l'éclairage.  Alors qu'à son époque l'éclairage incandescent était l'une des plus grandes inventions de tous les temps, il est extrêmement inefficace en termes d'énergie. Les études montrent que 19% de toute l'électricité est utilisée pour  l'éclairage. Jusqu'à 90% de l'énergie utilisée pour alimenter des éclairages incandescents produit en réalité de la chaleur et non de la lumière.  Cette chaleur supplémentaire peut engendrer encore plus de consommation électrique car plus d'air conditionné peut être nécessaire sous un climat chaud pour que les logements et les bureaux restent frais.

Les éclairages LED promettent de contribuer de façon importante à la résolution de ce problème d'énergie. Ils produisent environ 100 lumens par watt d'énergie électrique contre 15 lumens par watt pour la lumière incandescente.  C'est un avantage fois six en termes d'économie d'énergie et ce n'est pas le seul point fort du LED ; ils durent environ 30 000 heures, soit 30 fois les 1000 heures de l'éclairage incandescent.

Par contre, les éclairages LED sont actuellement plus chers et la lumière d'un LED est directionnelle et donc la conception des ampoules a été un défi (qui a bien été relevé).  Consultez la figure 1. En plus, beaucoup de personnes estiment que la lumière bleutée des LED est un peu agressive.

Figure 1.  Bien que la lumière d'un LED soit très directionnelle, les conceptions comme celle-là reproduisent la lumière unidirectionnelle d'un éclairage incandescent standard.

Le prix des éclairages LED chute rapidement et ce n'est qu'une question de temps avant de pouvoir acheter des LED de diverses températures de couleur, afin de créer des couleurs blanches plus agréables.  Ces questions d'éclairage LED ont été examinéesHYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/LED_lighting"en détails.

Aucun éclairage LED blanc n'existe.  Pour produire de la lumière blanche, des LED rouge, vert et bleu sont souvent utilisés ensemble tel que le montre la Figure 2. 

Figure 2.  Pour produire de la lumière blanche, la lumière de LED rouge, vert et bleu est souvent mélangée.

Ces LED tricolores contiennent de l' indium et du gallium dans les matériaux de semiconducteur comme du phosphure d'aluminum gallium indium ,  du nitrure d'indium gallium, et d'autres composés semiconducteurs d'indium ou de gallium pour produire leur lumière.

Parmi les LED rouge, vert et bleu, le LED à lumière bleu était le plus difficile à produire, beaucoup ont pensé que cela était impossible.  Sans le LED bleu, créer une lumière LED blanche serait un défi. Cependant, dès le début des années 90, le travail de Shuji Nakamura, Isamu HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/Isamu_Akasaki"Akasaki,et Hiroshi Amano a permis de fabriquer des LED à lumière bleu très économique.  Il ont reçu pour e travail le Prix Nobel de physique  2014 « pour l'invention de diodes émettant une lumière bleu économique qui a permis de créer des sources de lumière blanches fortes et économiques en énergie.»

Donc, alors que vous assistez à la révolution de l'éclairage LED, souvenez-vous que le gallium et l'indium jouent un rôle crucial pour rendre votre journée plus lumineuse tout en économisant de grandes quantités d'énergie.

Au plaisir,

Dr. Ron

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