Ieri è stato assegnato il premio Nobel per la fisica a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura, tre scienziati che hanno ottenuto il prestigioso riconoscimento per "l'invenzione di diodi a luce blu efficienti che hanno permesso (la produzione di) fonti di luce bianca potenti e a basso consumo energetico".
È bene sottolineare che il premio è stato assegnato per l'efficienza energetica, non per l'invenzione del LED blu in sé - furono messi a punto nel 1962 da Nick Holonyak Jr. La discriminante che ha portato all'assegnazione del Nobel sta quindi nell'efficienza energetica, vale a dire nell'invenzione di LED blu che consumano poco.
Perché è tanto importante? In estrema sintesi, si considera che i LED blu a basso consumo rappresentino una svolta per il risparmio energetico e la riduzione dell'impatto ambientale. Un'invenzione che quindi rispetta appieno lo spirito del Premio Nobel, che va a idee che portano grandi benefici per tutta l'Umanità.
"Con l'avvento delle lampade LED", recita il comunicato stampa ufficiale, "oggi abbiamo alternative più durature e più efficienti alle vecchie fonti di luce". Un risultato di tutto rispetto, considerato che l'efficienza energetica dei LED blu ha rappresentato una sfida per trent'anni.
"Isamu Akasaki cominciò a studiare il nitruro di gallio (GaN) nel 1974", si legge sul documento di approfondimento (PDF), ma si dovette attendere il 1986 affinché fosse possibile produrre GaN con cristalli di alta qualità e buone proprietà ottiche, tramite tecniche MOVPE. Shuji Nakamura successivamente perfezionò la tecnica per produrre il semiconduttore.
Clicca per ingrandire
Restava il problema di drogare il nitruro di gallio in modo controllato, e per risolverlo ci volle ancora qualche anno. "Un passo cruciale nello sviluppo di LED blu efficienti fu la crescita e la drogatura P di leghe (AlGaN, InGaN), necessaria per produrre eterogiunzioni", continua il documento tecnico. "Queste giunzioni furono realizzate alla fine degli anni 90 nei gruppi di ricerca di Akasaki e Nakamura". Tra il 1995 e il 1996 entrambi i team poterono osservare l'emissione di laser blu basati sul nitruro di gallio.
Dopo il successo dei tre premiati la ricerca è ovviamente andata avanti e oggi il record più recente appartiene a LED capaci di generare 300 lumens per watt; in confronto, una tradizionale lampada a incandescenza arriva a 16 lm/W, mentre quelle fluorescenti a 70 lm/w. La nota stampa della commissione per il Nobel fa poi notare che "circa un quarto dell'elettricità mondiale è usata per l'illuminazione", e ciò fa intuire l'importanza di questa scoperta.
Il che ci porta all'odierna rivoluzione, che vede i LED sostituire inesorabilmente le altre fonti di luce usate in precedenza. I LED blu, nelle lampade, sono associati a un fosforo che rende bianca la luce. Oggi queste lampade sono ancora relativamente costose, ma sono già convenienti grazie a 100.000 ore di vita circa, e i prezzi sono sempre in calo.
Non c'è solo l'illuminazione in senso stretto, inoltre. "Oggi i LED basati sul GaN rappresentano la tecnologia dominante per gli schermi a cristalli liquidi in molti telefoni cellulari, tablet, notebook, schermi per computer, televisori e altro".
Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura, in altre parole, hanno reso possibile un risparmio energetico mondiale di grandissima portata. Non solo, il loro lavoro ha anche reso possibile la creazione dei moderni smartphone e tablet - e dei loro grandi schermi. Chi ha in casa un televisore con retroilluminazione a LED deve ringraziare questi scienziati, perché il LED blu efficiente è, di fatto, uno dei fulcri su cui poggia tutta la tecnologia moderna. Il Nobel del 2014 è quindi del tutto meritato.