Asal-Usul Pengembangan Teknologi Lampu LED

STOCKHOLM – Isamu Akasaki, Hiroshi Amano dan Shuji Nakamura dianugrahi Nobel Fisika 2014 karena kerja kerasnya melahirkan light emiting diode (LED) berwarna biru.

Melansir Scientificamerican, Jumat (10/10/2014), LED berwarna biru penting karena dua alasan. Pertama, cahaya biru memiliki bidang penerapannya tersendiri dan kedua, LED biru adalah komponen penting dari cahaya putih yang melahirkan LED putih. LED putih digunakan pada layar komputer dan telepon.
Cara kerja LED melibatkan dua bagian dari materi semikonduktor yang digabungkan bersama. Semikonduktor adalah materi yang tidak menghantarkan listrik dengan baik, namun memiliki fleksibilitas.

Sifat fleksibilitas yang dimiliki semikonduktor ini bermanfaat bagi pelaku teknologi. Contohnya, semikonduktor berjenis silikon jika digabungkan dengan unsur yang berbeda maka akan mengubah sifatnya dalam menghantarkan listrik.

Ada dua jenis semikonduktor, tipe-n dan tipe-p. Untuk membuat tipe-n, unsur yang harus ditambah adalah banyak sekali elektron. Berlebihnya elektron menyebabkan semikonduktor ini menghantarkan listrik lebih baik.

Semikonduktor tipe-p punya sifat terbalik. Cara membuatnya adalah menambah elemen kimia yang punya defisit elektron dibandingkan semikonduktor di sekitarnya. Namun, yang menarik adalah saat tipe-n dan tipe-p ditempelkan bersama.

Saat arus listrik dialirkan ke semikonduktor tersebut dan tipe-n memberikan elektron ke tipe-p, maka muncul kilasan cahaya kecil.

Warna dari cahaya tersebut ditentukan jenis semikonduktornya. Silikon, tidak begitu bagus dalam menghasilkan cahaya. LED yang berasal dari silikon akan menghasilkan cahaya infra merah, sehingga tak terlihat mata manusia. Namun, LED infra merah digunakan dalam remote TV.

Walaupun LED merah dan hijau sudah ada sejak awal 1960, tidak demikian dengan LED biru. Pertama kali muncul di pasaran 1989 dan dibuat dari silikon karbit. Namun, bahan ini seperti silikon, dikenal tak efisien.

Para pemenang Nobel Fisika 2014 telah menemukan cara menciptakan LED biru dengan gallium nitride. Hanya saja, lebih sulit untuk menghasilkan sinar terang dari bahan tersebut.

Sulit karena sangat susah menciptakan kristal gallium nitride berkualitas tinggi. Biasanya, cara termudah adalah menciptakan kristal dari struktur yang serupa. Namun, susunan atom gallium nitride yang rumit membuat hal tersebut menantang.

Sehingga, untuk membuat LED biru dibutuhkan banyak lapisan materi yang lebih kompleks, menyimpang dari aturan kaku yang dibutuhkan saat membuat tipe-p dan tipe-n. Secara teori LED biru dapat direkayasa menjadi warna hijau, kuning atau oranye dengan cara menjadikan lebar lapisan kuantum berbeda-beda.

Berkat peran pemenang Nobel Fisika 2014 maka LED biru sekarang sudah tersedia. Contoh penerapannya adalah pemutar Blu-ray. Cahaya biru punya panjang gelombang pendek, sehingga memungkinkan celah penyimpanan cakram Blu-ray lebih kecil dan dekat dibandingkan DVD, yang dibuat oleh LED merah.

Namun, peran terbesar LED biru adalah kemampuannya menghadirkan LED putih. Cahaya putih sebenarnya gabungan dari warna pelangi. Namun, mata manusia hanya mampu menangkap tiga warna: merah, hijau dan biru.

Sehingga, cahaya putih bisa dihasilkan dengan hanya menggunakan tiga warna tersebut. Menggabungkan LED hijau dengan biru akan menciptakan cahaya putih yang efisien, menyediakan sekitar 20 kali lebih banyak cahaya jika dibandingkan sebuah lampu pijar biasa.

LED putih punya peran penting dalam penciptaaan back-light untuk layar komputer dan smartphone sehingga memungkinkan smartphone tumbuh pesat seperti sekarang. Pengembangan LED biru membutuhkan ratusan jam trial and error di laboratorium dengan cara melakukan prosedur serupa di bawah kondisi berbeda. Hasilnya, teknologi yang sekarang tersedia di mana pun dan berguna untuk masyarakat di seluruh dunia.

Sumber : okezone.com