2014 භෞතික විද්‍යා නොබෙල් ත්‍යාගය නිල් පැහැ LED බල්බ නිර්මාතෘන්ට.

තෝමස් එඩිසන් විසින් බල්බය සොයාගත් නමුදු ඔහුට ඒ සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය හිමි නොවිණ. ජපානයේ නයගරා විශ්ව විද්‍යාලයේ ඉසාමු අකසාකි සහ හිරෝෂි අමානෝ, ටොකුෂිමා හි නිෂියා කෙමිකල්ස් හි සේවය කරන ෂූජි නකමුරා යන පිරිස විසින් 2014 වර්ෂයේ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ නොබෙල් ත්‍යාගය හිමිකර ගැනීමට සමත් විය. ඒ ඔවුන් නිල් පැහැ එල්.ඊ.ඩී. බල්බය සොයා ගැනීම වෙනුවෙනි. මෙය නවීන බලශක්ති සංරක්ෂණ ආලෝකකරණ පද්ධති සඳහා මූලික වී ඇත.
නිල් ආලෝක විමෝචන ඩයෝඩය LED)නවීන බලශක්ති සංරක්ෂණ, පාරිසරික හිතකාමී ආලෝක බල්බවලට පදනම වී ඇත. බල්බය මීට වසර 20 කට පමණ පෙර සොයාගැනුනු මුත් මෙතෙක් කාලයකට ඒවා ආලෝක බල්බ ලෙස භාවිතා කිරීමට නොහැකි විය. නමුත් නිල් LED සොයාගැනීමත් සමග මේ වන විට ආලෝකකරණ LED ලාම්පු නිෂ්පාදනය යතාර්ථයක් වී ඇත.
මානව ඉතිහාසයේ, ආලෝකය සඳහා විවිධ උපක්‍රම භාවිතා කරන ලද අතර 1879 වන තෙක් මේ සඳහා තෙල්වල ගිල්වන ලද රෙදිකඩක් දහනය කිරීම සිදුකරන ලදී. 1879 දී ස්වෝන් එඩිසන් විසින් තාපදීප්ත බල්බය සොයාගන්නා ලදී. ඒ මග යමින් 1900 දී පී. කූපර් හෙවිට්ට් විසින් ෆ්ලොරසන්ට් ලාම්පුව සොයාගන්නා ලදී. මෙය මෑතක් වනතුරුම වඩාත් කාර්යක්ෂම ආලෝක කරණ ක්‍රමවේදය ලෙස භාවිතයට ගැනුණි.
අප LED යනු නවීන තාක්ෂණයක් ලෙස සිතා සිටියද, මුල්ම ඝණ මාධ්‍ය ආලෝකය නිපදවන ලද්දේ 1907 වැනි කාලයක හෙන්රි ජේ රවුන්ඩ් විසිනි. එහි ඉදිරි කටයුතු 1920, 30 වැනි කාලයක් පුරා සෝවියට සමූහාන්ඩුව තුල සිදුකරන ලද මුත් එහි සංසිද්ධිවල න්‍යායාත්මක අවබෝධය මදකම නිසා කිසිදු ප්‍රගතියකින් තොරව රසායනාගාර අවස්ථාවේම පැවතිණි.
වෙනත් ආලෝක ප්‍රභව එනම් රත්වූ සූත්‍රිකා හෝ අයනීකරණය වූ වායු වල ආලෝකය අතරු ඵලයක් ලෙස නිපදවෙන අතර LED බල්බවල සෘජුවම ආලෝකය නිපදවේ. එබැවින් මෙය සත්‍ය වශයෙන් ම “සීතල“ ආලෝකයක් වේ.මෙය අර්ධ සංනායක ස්ථර එකතුවකින් සෑදී ඇත. එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන බහුල n-ස්ථරයක් සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන හිඟ නැතිනම් ධන කුහර බහුල p-ස්ථරයකින් සමන්විත වේ. මෙම ස්ථර දෙක අතර ක්‍රියාකාරී ස්ථරයක් පවතී. මෙම ස්ථර හරහා විද්‍යුතය ගමන් කිරීමේදී ඉලෙක්ට්‍රෝන හා කුහර සම්බන්ධ වන අතර වෙනත් කුහර වලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත්වේ. මෙමගින් ආලෝකය ජනනය වේ. අලෝකයේ තරංග ආයාමය අනුව වර්ණය තීරණය වන අතර එය යොදාගනු ලබන ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වේ.
ට්‍රාන්ස්සිස්ටරය නිපදවීම සහ අර්ධ සංනායක පිළබඳ අවබෝධ කරගැනීමට ස්තුතිවන්ත වන්නට, 1950 වන විට රතුපැහැ LED බල්බය සොයාගනු ලැබිණ. එය ඉක්මනින්ම විවිධ සුචක ආලෝක ප්‍රභව, ගණකයන්ත්‍ර සහ අංකිත ඔරලෝසුවල ප්‍රදර්ශක ලෙස භාවිතයට ගැනුණි. 1960 වන විට කොළ, අදෝරක්ත හා ලේසර් LED සොයාගනු ලැබිණ. 1980 දී ජනප්‍රිය සඟරාවක අනාගත ගෘහස්ථ ආලෝකය සඳහා LED බල්බ යොදාගනු ඇතැයි අනාවැකි පළකර තිබිණ.

කෙසේනමුත් 1970 වනවිට රතු සහ කොළ LED නිපදවා තිබූ නමුත් ගෘහස්ථ ආලෝක පද්ධති පිළිබඳ අනාවැකිය ප්‍රමාද වන්නට විය. එයට හේතුව දීප්තිමත්, පැහැදිලි සුදු ආලෝකය නිපදවීමට අවශ්‍ය නිල් පැහැ LED නිපදවීමට අපහසු වීමයි. සුදු ආලෝකය නිපදවීමට අවශ්‍ය නිල් LED නිපදවීම රතු සහ කොළ LED බල්බවල සංයෝජනයකින් හෝ රතු සහ කොළ ආලෝකය නිපදවීමට භාවිත පොස්පර් වල වෙනත් දීප්තිමත් භාවයක් තුලින් ලබාගත යුතුව ඇත. නමුත් මෙය සිදුකිරීමට මූලික පදාර්තයට භෞතික විද්‍යාත්මක හා ස්පටිකීකරණ පාරවේදන ශ්‍රේනියක් අවශ්‍ය විය.

1950 සිට සිදුකල උත්සාහයන්ගෙන් න්‍යායාත්මකව නිවැරදි පදාර්තය සොයාගෙන තිබුනද ප්‍රායෝගිකව එය දූවිලි අංශු හෝ ස්පටික ලෙස නිපදවීමට නොහැකි විය. 

අකසාකි, අමානෝ සහ නකමුරා ඔවුන්ගේම උපකරණ සාදාගෙන වසර ගණනක් වෙන වෙනම උත්සායන් දෙකක් දරණ ලදී. ඔවුන් මූලිකවම ගැලීලියම් නයිට්‍රයිඩ් යොදාගත් අතර මෙය නිල් LED නිපදීමට යොදාගත හැකිබව න්‍යායාත්මකව හඳුනාගෙන තිබුණද ප්‍රායෝගිකව සහයෝගය නොදක්වන බව ඔප්පු කර ඇත. මෙහි ලෝහ ස්පටික ඉතා අති ගුණාත්මයෙන් තිබිය යුතු අතර මිශ්‍ර ලෝහය හයිඩ්‍රිජන් සමග මිශ්‍රවීමෙන් විස වීමට වැඩි නැඹුරුතාවයක් පවතී. එබැවින් p-ස්ථරය අවශ්‍ය පිරිසිදු භාවයෙන් නිපදීම පහසු නොවන අතර ඩයෝඩය නිපදීමට ඉලෙක්ට්‍රෝන කඳම්භයක් යොදාගැනීම දුෂ්කර හා මිල අධික විය. 

1986 දී අකසාකි සහ අමානෝ නිල්මැණික් උපස්ථරයක් යොදාගෙන ඇලුමිනියම් නයිට්‍රයිඩ් ස්ථරයක් මත ගැලිලියම් නයිට්‍රයිඩ් ස්පටක නිපදවීමට සමත්විය. වසර කිහිපයකට පසු p-ස්ථරය නිපදීමට සමත් විය. 1992 දී ඔවුන්ගේ පළමු LED බල්බය නිපදවීමට සමත් විය. ඒ අතරතුර නකමුරා විසින් ද ආලෝකය නිපදවීමේ නිරතව සිටි අතර වසර දෙකකට පසු වඩාත්  කාර්යක්ෂම තාපන ක්‍රියාවලියකින්  ඵලදායීව හයිඩ්‍රිජන් පලවා හැරීමේ ක්‍රමවේදයක් සොයාගන්නා ලදී. මෙම කන්ඩායම් දෙකෙහිම වැඩිදියුණු කිරීම් තුලින් ඇලුමීනියම් හෝ ඉන්ඩියම් යොදාගෙන නව ගැලීලියම් නයිට්‍රයිඩ් මිශ්‍රණයක් මෙන්ම නව සංකීරණ ඩයෝඩ සැලැස්මක් සොයාගනු ලැබිණ.

මෙම සොයාගැනීමේ බලපෑම ඉමහත්ය. LED බල්බ 300 lm/W (lumens per watt) ක ආලෝක ප්‍රමාණයක් ලබාදෙන අතර සාම්ප්‍රදායික තාපදීප්ත විදුලි බල්බ හා ෆොලරසන්ට් බල්බවල එය පිළිවෙලින් 16  lm/W හා 70 lm/W වේ. ගෘහස්ථ සහ වාණිජමය ආලෝකකරණය හැරුණුකොට මේවා රථවාහන ප්‍රධාන ලාම්පු, විසිතුරු ආලෝක පද්ධති, කැමරාවල ෆ්ලෑෂ් හා විදුලි පන්දම් වැනි මෙවලම් සඳහා භාවිතය ගනු ලැබේ. තවද මෙම තාක්‍ෂණය LED රූපවාහිනී, බ්ලු රේ ධාවකයන් හි LED ලේසර් සහ වඩාත් කාර්යක්ෂම ලේසර් මුද්‍රණ යන්ත්‍ර මෙන්ම ජල බෝතලයේ සිට එබෝලා වෛරසය පැතිරීමට එරෙහි සටන්කරනளா සියළුම දෑ ජීවානුහරණය සිදුකරන පාරජම්බුල LED ලෙස ද භාවිතයට ගනු ලැබේ. 

ප්‍රායෝගික භාවිතයේදී නිල් LED පරිසරයට යහපත් බලපෑමක් ඇතිකර ඇත. මෙය නිපදවීමට සංගෘහිත ප්‍රතිදීප්ත බල්බයන්හි මතභේදාත්මක රසදිය  වැනි ද්‍රව්‍යයන් යොදා නොගන්නා අතර ලෝකයේ ආලෝකකරණය සඳහා යොදාගන්නා බලශක්තිය විශාලවශයෙන් අඩු කිරීමට සමත්වනු ඇත. තවද LED හි ආයුකාලය පැය 100,000 ක් පමණ වන අරත සාමාන්‍ය බල්බයක මෙය පැය 1000 ක් හා ප්‍රතිදීප්ත බල්බයක පැය 10000 ක් පමණ වේ. තවද දියුණු නොවූ රටවල භාවිත සූර්‍ය බල ලාම්පු මෙන්ම ජංගම දුරකථන සඳහාද මේවා යොදාගනු ලැබේ. 

නොබෙල් පදනමට අනුව, නිල් LED සඳහා තවත් ඉදිරි ගමණක් ඇති අතර, එය තවදුරටත් කාර්යක්ෂම කිරීම හා රතු, නිල් හා කොළ LED ත්‍රිකය යොදාගෙන සුදු ආලෝකය සීරුමාරු කිරීම මෙන්ම ජීවවිද්‍යාත්මක රිද්මයට අනුව වර්ණය වෙනස්කල හැකිලෙස පරිඝණක වලින් පාලනය කෙරෙන විශාල භූමිප්‍රමාණයක් ආලෝකමත් කල හැකි LED පුවරු නිපදවීම හෝ හරිතාගාර සඳහා වඩාත් කාර්යක්ෂම ආලෝක පද්ධති හඳුන්වා දීම වැනි දෑ  විය හැක. දෙසැම්බර් මාසයේ ස්ටොක්හෝම් හි පැවති උත්සවයේදී අකසාකි, අමානෝ හා නකමුරා යන තිදෙනා ඔවුන්ගේ ත්‍යාග ලබාගන්නා ලදී. 


Source: The Nobel Foundation

http://www.gizmag.com/blue-led-2014-nobel-prize-physics/34151/ 

Posted in: විදුලියமின்சாரம்