Mengapa Pembuatan LED Biru Sangat Sulit?

Pada tanggal 7 Oktober 2014, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, dan Shuji Nakamura dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika atas penemuan dioda cahaya biru yang efisien (LEDs). Meskipun LED merah dan hijau telah diciptakan di berbagai laboratorium selama tahun 1950-an dan 1960-an, butuh tiga dekade lagi untuk akhirnya menghasilkan LED biru yang efisien – mengapa hal tersebut begitu sulit?

Tantangan Penemuan LED Biru

Meskipun LED inframerah telah dibuat pada tahun 1962 menggunakan p-n junctions yang terbuat dari GaAs, pengembangan LED biru jauh lebih sulit bagi para ilmuwan. Upaya pertama dalam menghasilkan cahaya biru dari sebuah dioda menggunakan ZnSe dan SiC, yang merupakan semikonduktor dengan bandgap tak langsung yang tinggi, tetapi tidak menghasilkan emisi cahaya yang efisien.

Kendala Material Semikonduktor

Material semikonduktor seperti GaN, yang diperlukan untuk menciptakan cahaya biru, memiliki struktur kristal yang berbeda dengan material semikonduktor lain yang digunakan untuk membuat LED berwarna merah dan hijau. Struktur kristal GaN yang kompleks membuatnya sulit untuk diproses dan diolah dengan baik.

Teknik Proses yang Rumit

Proses manufaktur untuk membuat LED biru juga lebih rumit daripada untuk LED berwarna lainnya. Ini melibatkan teknik-teknik khusus seperti epitaksi lapisan tipis dan pemrosesan nanometer yang membutuhkan peralatan dan pengetahuan teknis yang canggih.

Terobosan dalam Penelitian

Meskipun tantangan yang sulit, para ilmuwan dan insinyur telah berhasil mengatasi hambatan-hambatan ini melalui penelitian yang intensif dan inovasi teknologi. Penciptaan LED biru yang efisien dan terpercaya telah membuka pintu bagi berbagai aplikasi teknologi cahaya, mulai dari layar LED hingga pencahayaan rumah tangga.

 Implikasi dalam Teknologi Modern

Penciptaan LED biru telah mengubah lanskap teknologi modern dengan memungkinkan pengembangan perangkat elektronik yang lebih efisien, hemat energi, dan beragam dalam warna dan fungsinya. Teknologi ini telah memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi, termasuk pencahayaan kota, perangkat portabel, dan layar elektronik.

Teknologi LED saat ini sedang mengalami revolusi besar-besaran, dengan bola lampu dan tabung fluoresen digantikan oleh LED. LED putih saat ini memiliki efisiensi energi sekitar 50% saat mengonversi listrik menjadi cahaya, jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bola lampu konvensional yang pertama kali ditemukan pada tahun 1879 oleh Thomas Edison.

Saat ini, teknologi LED digunakan di layar-layar belakang banyak telepon genggam, laptop, dan televisi. Dalam waktu dekat, dioda laser GaN biru akan diterapkan dalam teknologi yang mendasari penyimpanan data pada Blu-ray Disc yang diprediksi akan menggantikan DVD.

Dengan teknologi LED yang semakin terjangkau dan efisien, diharapkan akan memberikan manfaat besar bagi masyarakat global, termasuk memungkinkan akses yang lebih baik terhadap pencahayaan dan mengurangi konsumsi energi secara keseluruhan.

Meskipun tantangan yang sulit, penemuan LED biru telah membuka jalan bagi inovasi yang mengubah dunia dalam bidang teknologi cahaya. Dengan terus mengembangkan teknologi dan memperdalam pemahaman tentang material semikonduktor, kita dapat mengharapkan terobosan yang lebih besar dan lebih menakjubkan di masa depan.

Melalui penelitian dan kerja keras para ilmuwan dan insinyur, LED biru telah menjadi bagian integral dari teknologi modern dan berperan penting dalam memperbaiki kualitas hidup manusia serta menjaga lingkungan. Dengan demikian, LED biru tidak hanya menjadi pencapaian teknis yang mengesankan, tetapi juga simbol kemajuan dalam inovasi teknologi yang terus berkembang.

References: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=11451