Kekuatan luar biasa dari LED biru

Stadion terbesar di Amerika Serikat, yang dipenuhi puluhan ribu penggemar sepak bola Amerika, bermandikan cahaya biru. Orang-orang di tribun mengangkat ponsel mereka, menciptakan lautan bintik-bintik seperti bintang di antara penonton.

“Ini tim kami! Ini Michigan!” Sebuah video dirilis di layar raksasa saat sorakan meletus.

Suasananya diperkuat dengan sistem hiburan visual baru yang memulai debutnya di Stadion Michigan pada 16 September. Rangkaian warna-warni dari lampu berkedip merayakan pendaratan atau mengiringi musik.

Warna tim Universitas Michigan adalah kuning atau “jagung” dan biru. Pertunjukan cahaya dirancang agar serasi.

“Ini 100 persen berdampak pada pengalaman di dalam stadion,” kata Jake Stoker, direktur presentasi permainan dan pengalaman penggemar di Universitas Michigan.

“Elemen menarik lainnya dari menghadiri pertandingan sepak bola adalah Anda tidak duduk di sofa di rumah.”

Seperti di banyak stadion, dioda pemancar cahaya (LED) menyediakan pertunjukan cahaya di Stadion Michigan.

Namun belum lama ini, LED biru yang cukup kuat untuk menerangi stadion sebesar itu – terbesar ketiga di dunia – akan terlihat sangat canggih. LED terang yang memancarkan cahaya biru baru ditemukan pada tahun 1990-an. Ilmuwan yang menemukan teknologi ini kemudian dianugerahi Hadiah Nobel.

Para peneliti mengatakan LED bisa lebih murah dan lebih hemat energi dibandingkan saat ini. Mereka dapat merevolusi segalanya mulai dari pencahayaan luar ruangan hingga headset realitas virtual.

Di Stadion Michigan, berbagai warna yang ditampilkan oleh sistem pencahayaan hiburan diproduksi menggunakan modul atau lampu LED merah (R), hijau (G) dan biru (B), kata Brad Schlesselman, insinyur riset senior di Musco Lighting, yang memasok teknologi tersebut. Sistem RGB sebenarnya dapat memancarkan berbagai macam warna hanya dengan mencampurkan warna merah, hijau, dan biru dalam intensitas yang berbeda-beda.

“Bahkan sampai ke tingkat sekolah menengah atas, ada permintaan untuk perubahan warna dan hal-hal teatrikal yang kita lihat di Michigan,” tambah Mr. Schlesselman.

Selain itu, kota-kota besar dan kecil di Amerika Serikat memasang lampu LED pada landmark lokal, termasuk menara air, untuk menerangi bangunan dengan warna khusus untuk acara atau acara tertentu. Warna pink misalnya untuk Bulan Peduli Kanker Payudara yang jatuh pada bulan ini, Oktober.

Mungkin penggunaan LED yang paling menarik adalah di Las Vegas Sphere, yang dibuka bulan lalu. Jutaan LED dapat mengubah bagian luar menjadi hampir semua pola atau gambar yang dapat Anda bayangkan, menerangi layar besar di dalamnya.

Namun, pada tahun 1970an dan 1980an, LED sering dianggap tidak efisien. “Tidak mungkin lampu mainan kecil ini dapat memberikan manfaat – itulah yang terjadi pada saat itu,” kata Paul Scheidt, manajer pemasaran produk senior di Cree LED, produsen utama perangkat tersebut. Sumber cahaya yang mahal dan beremisi rendah mungkin cocok untuk LED merah kecil atau remote TV inframerah, tapi tidak lebih.

Hal itu berubah ketika para insinyur mampu menghasilkan LED yang memancarkan lebih banyak foton, atau cahaya, dibandingkan sebelumnya. LED memancarkan cahaya ketika elektron – partikel bermuatan negatif – di dalam perangkat turun dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah. Proses ini melepaskan energi dalam bentuk cahaya. Dengan menggunakan bahan yang berbeda, Anda dapat menyesuaikan ukuran tetesan (dikenal sebagai celah pita) dan panjang gelombang atau warna cahaya yang dipancarkan.

Warna biru sangat sulit dibuat karena bahan dasar yang dibutuhkan untuk warna ini adalah galium nitrida. Sulit untuk diproduksi Tanpa cacat. Namun biru adalah warna yang kuat dan berenergi sangat tinggi (dengan celah pita yang besar) sehingga LED biru dapat digunakan sebagai dasar untuk semua warna lain di beberapa layar TV OLED RGB, misalnya – awalnya hanya warna merah dan hijau yang akan digunakan. diterangi oleh LED. Biru.

Namun, teknologi LED baru sedang menunggu karena para ilmuwan mengatakan teknologi ini bisa lebih efisien.

Dan Congreve dan rekan-rekannya di Universitas Stanford sedang mengerjakan LED yang terbuat dari kristal perovskit, bahan yang sering digunakan dalam sel surya. Perovskit murah dan mudah dibuat. Dr Congreve mengatakan mereka “dapat disesuaikan” dengan warna yang diinginkan dan bahkan dapat dicampur ke dalam larutan dan kemudian dicat ke permukaan sebagai pelapis pemancar cahaya.

Namun, menjaga kestabilan LED perovskit itu sulit. Mereka terus melanggar.

“Kami meningkatkan dan mengukurnya, dan mereka mati dengan sangat cepat,” kata Congreve. Ia menambahkan, ia berharap masalah ini dapat diatasi. Dia dan rekan-rekannya telah meningkatkan stabilitas sejak percobaan pertama mereka.

Jika masalah tersebut dapat diatasi, LED perovskit dapat digunakan di berbagai perangkat, kata John Buckridge, ahli fisika material di University College London.

Secara terpisah, di Jepang, para peneliti baru-baru ini menemukan LED biru yang dapat dinyalakan menggunakan baterai AA tunggal yang hanya menyuplai 1,47 volt. Biasanya, Anda membutuhkan minimal 4 volt. “Ini luar biasa, sebagai suatu prestasi teknik,” kata Dr. Congreve, yang tidak terlibat dalam pekerjaan ini sendiri.

Sistem ini menggunakan fisika cerdas untuk meningkatkan produksi foton. Pada LED konvensional, ketika daya dialirkan, material internal mencapai keadaan eksitasi yang sebenarnya tidak memancarkan cahaya selama tiga perempatnya. Tim di Jepang mampu mendorong negara-negara yang bersemangat ini untuk menggabungkan dan menghasilkan cahaya, yang pada awalnya memerlukan lebih sedikit energi. Mereka telah menerbitkan karyanya Dalam sebuah makalah pada bulan September.