Todos los años se otorgan los premios científicos más prestigiosos del mundo: los Premios Nobel; y todos los años, una vez conocidos los resultados, comienzan los debates sobre si los elegidos merecían o no el premio más que otros. El año 2014 no fue ninguna excepción, como veremos a continuación.
El Premio Nobel de Física siempre ha reconocido trabajos claves para la Ciencia, dentro de los cuales se pueden destacar los de Pierre y Marie Curie (1903), Albert Einstein (1921), Schrödinger y Dirac (1933), o más recientemente Peter Higgs (2013). En 2014, el Premio Nobel de Física ha sido entregado a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura por “la invención de los diodos emisores de luz azul eficientes, que ha permitido el desarrollo de fuentes de luz blanca brillante y que ahorran energía”.
La primera pregunta que algunos se hicieron es la siguiente: ¿Por qué premiar los inventores del LED azul y no los de los LEDs rojo y verde? Volveremos a este asunto más adelante, pero, primero, es importante explicar por qué los LEDs (de cualquier color) representan un hito científico de tal escala que se pueda considerar una revolución merecedora de un Premio Nobel. En primer lugar, los LEDs son fuentes de luz con una eficiencia considerablemente superior a la de las fuentes de luz tradicionales (incandescentes, fluorescentes, mercurio…). Una bombilla LED puede producir típicamente unos 85 lúmenes por vatios eléctricos consumidos (lm/W); los lúmenes son las unidades del brillo emitido por una fuente de luz). En comparación, las lámparas incandescentes no dan más de 16 lm/W y las lámparas fluorescentes compactas (conocidas como lámpara de bajo consumo) no superan los 65 lm/W.
Las lámparas LED no sólo permiten iluminar hogares sino también naves industriales, calles, centros comerciales, coches… El periodo de Navidad es también muy propicio para ver LED: ¡la gran mayoría de los adornos navideños llevan iluminación de tipo LED!
Los primeros LED de luz visible fueron inventados al principio de los años 60. El LED rojo vio la luz gracias al trabajo de Nick Holonyak Jr. y de su equipo. Cinco años después, George Craford inventó el LED verde. Solo faltaba el LED azul para poder crear un LED “blanco” (que sería una mezcla de estos tres colores). Sin posibilidad de producir una luz blanca, los LED no tenían el mismo rango de aplicaciones (imaginados iluminar vuestra casa en verde o rojo…). Mientras uno podría pensar que existiendo los LED rojos y verdes solo sería cuestión de tiempo la llegada de los LED azules, no fue hasta los años 1990 (30 años después de la invención del LED rojo) cuando se consiguió. La gran pregunta es: ¿por qué fue tan difícil?
El color de la luz emitida por un LED depende de los materiales semiconductores que se emplean, y de su bandgap. Para el rojo, Holonyak utilizó fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP), que se puede utilizar también para el amarillo, el naranja y el verde (otros materiales permiten también producir estos colores). El problema es que, durante muchos años, nadie fue capaz de encontrar un material adecuado para fabricar un LED azul. Hasta que Akasaki y Amano descubrieron como depositar nitruro de galio (GaN) sobre sustratos de zafiro. El trabajo de Nakamura fue integrar nitruro de indo (InN) al nitruro de galio para emitir no solo una luz azul sino que además ésta fuera muy brillante.
Como mencionamos antes, otorgar el Premio Nobel únicamente a los inventores del LED azul dio lugar a una pequeña polémica con los inventores del LED rojo que no entendieron que no se reconocerá la importancia de su trabajo para llegar al LED blanco. Sin embargo, aunque se puede discutir la no inclusión de Holonyak al Premio Nobel de Física de 2014, de ninguna manera se puede menospreciar la importancia del trabajo de los inventores del LED azul para llegar a los LED como los conocemos ahora, con una utilización (entre muchas otras) que todos hacemos diariamente: ¡a través de la pantalla de nuestro smartphone!
