青いLEDの驚くべき力

数万人のアメリカンフットボールのファンでいっぱいのアメリカ最大のスタジアムが青い光に染まりました。 スタンドの人々は携帯電話を持って群衆の中に星のような汚れの海を作りました。

「これは私たちのチームです！ここはミシガンです！」 歓声があがると大画面に映像が響き渡った。

9月16日、ミシガンスタジアムで初選を見せた新しい映像エンターテイメントシステムで雰囲気が盛り上がりました。 点滅して振り回す照明の色シーケンスは、タッチダウンを祝うか、音楽を伴います。

ミシガン大学チームの色は黄色、つまり「トウモロコシ」と青です。 照明ショーはそれに合わせて設計されています。

ミシガン大学のゲームプレゼンテーションとファン体験ディレクターのJake Stockerは、「これはスタジアム内の経験に100％影響を与えます」と述べています。

「自宅でソファに座ることはできませんが、サッカーの試合を見るときに得ることができるもう1つの興味深い要素です。」

多くのスタジアムと同様に、ミシガンスタジアムでも発光ダイオード（LED）が照明ショーを提供します。

しかし、しばらく前に、世界で3番目に大きな大規模なスタジアムを明らかにするほど強力な青色LEDは非常に発展しているように見えました。 青色光を発する明るいLEDは1990年代までに発明されました。 この技術を考案した科学者たちは後にノーベル賞を受賞しました。

研究者らは、LEDが今日よりもはるかに安価でエネルギー効率が高いと言います。 屋外照明からバーチャルリアリティヘッドセットまで、あらゆるものに革命をもたらすことができます。

ミシガンスタジアムでは、ショーのさまざまな色は、赤（R）、緑（G）、青の発光（B）LEDデバイスまたは照明器具を備えたエンターテイメント照明システムによって生成されると、Musco Lightingの上級研究エンジニアであるBrad Schlesselmanは言います。 技術。 RGBシステムは、実際にさまざまな強度で赤、緑、青を混合するだけで非常に多様な色を放出することができます。

Schlesselmanは「ミシガン州で見られる色が変わり、劇的な内容に対する需要が高校レベルまで下がっています」と付け加えました。

また、アメリカの村や都市では、特定のイベントやイベントのための特別な色で構造物を明らかにするために、給水塔を含む地域のランドマークにLEDライトを設置しています。 例えば、今月の10月は乳がん認識の月のためのピンク色です。

おそらくLEDを最も効果的に活用したのは、先月オープンしたLas Vegas Sphereです。 何百万ものLEDは、外部を想像できるほぼすべてのパターンや画像に置き換えることができ、内部の巨大な画面を照らすことができます。

しかし、1970年代と80年代には、LEDが非効率的であると日常的に無視されました。 主なデバイスメーカーであるCree LEDの上級製品マーケティングマネージャー、Paul Scheidt氏は、「この小さな、小さなおもちゃの照明が役に立つことをする方法はありません。当時の態度はそうでした」と述べています。 この高価で弱い発光光源は、小さな赤いライトや赤外線テレビのリモコンには適していましたが、それ以外はほとんどありませんでした。

エンジニアが以前よりもはるかに多くの光子、つまり光を放出するLEDを製造できるようになり、状況が変わりました。 LEDは、デバイス内の電子（負電荷粒子）がより高いエネルギー状態から低い状態に落ちると光を放出します。 この過程で、光の形でエネルギーが放出される。 さまざまな材料を使用すると、液滴のサイズ（バンドギャップと呼ばれる）と放射される光の波長または色を調整できます。

青はその色に必要な核心材料である窒化ガリウム、 製作が難しかった 欠陥なし。 ただし、青は強力で非常に高いエネルギー色（大きなバンドギャップを含む）なので、青いLEDを一部のRGB OLED TVディスプレイで他のすべての色の基礎として使用できます。 たとえば、赤と緑の色は元々点灯します。 、青色のLEDで表示されます。

しかし、科学者たちはこの技術がはるかに効率的であると言うので、まったく新しいLED技術が待っています。

スタンフォード大学のDan Congreveと同僚は、太陽電池によく使われる材料であるペロブスカイト結晶で作られたLEDを研究しています。 ペロブスカイトは安くて作りやすいです。 Congreve博士は所望の色に「調整可能」であり、溶液に混合した後、発光層で表面に塗ることもできると述べている。

しかし、ペロブスカイトLEDを安定して維持することは困難です。 壊れ続けます。

Congreve氏は、「私たちはそれらをオンにして測定しますが、彼らはかなり早く死にました」と言いました。 彼はこの問題が克服されることを願っていると付け加えました。 彼と彼の同僚は、最初の実験以来すでに安定性を向上させています。

これらの問題を克服することができれば、ペロブスカイトLEDはさまざまなデバイスに利用できるとUniversity College Londonの材料物理学者であるJohn Buckeridgeは言います。

これとは別に、日本の研究者たちは最近、わずか1.47Vを供給する単一の単三電池を使用して電力を供給できる青色LEDを開発しました。 通常、最小4Vが必要です。 この作業に直接参加していないCongreve博士は、「それは工学的な偉業として素晴らしい」と述べた。

このシステムは、巧妙な物理学を使用して光子の生成を促進します。 従来のLEDでは、電源が印加されると内部材料が興奮状態に達しますが、この時の4分の3は実際に光を発散しません。 日本のチームは、このような興奮した状態が組み合わされて光を生成するよう奨励し、最初はより少ないエネルギーを必要とすることができました。 彼らは彼らの作品を出版しました。 9月の論文で。