Entro quale anno, il% di tutti i LED GaN sarà realizzato con wafer gallio-nitride-on-silicio?
doc-9179
Un nuovo stile di wafer composto da gallio-nitruro su silicio (GaN-on-Si) viene utilizzato per produrre LED bianchi utilizzando wafer di silicio da 200 mm. In questo modo si evita il tipico costoso substrato di zaffiro in wafer di dimensioni relativamente piccole da 100 o 150 mm. L' apparecchio in zaffiro deve essere accoppiato ad un collettore a specchio per riflettere la luce altrimenti sprecata. Si prevede che entro il 2020, il 40% di tutti i LED GaN sarà realizzato con GaN-on-Si. La produzione di materiale zaffiro di grandi dimensioni è difficile, mentre il materiale silicio di grandi dimensioni è più economico e più abbondante. Le aziende LED che passano dall' utilizzo dello zaffiro al silicio dovrebbero essere un investimento minimo.
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doc-9171
Alla fine degli anni' 90, i LED blu sono diventati ampiamente disponibili. Hanno una regione attiva costituita da uno o più pozzi InGaN quantum inseriti tra strati più spessi di GaN, detti strati di rivestimento. Variando la frazione In/Ga relativa nei pozzetti quantistici InGaN, l' emissione luminosa può in teoria variare da viola a ambra. Il nitruro di gallio all' alluminio (AlGaN) di varia frazione di Al/Ga può essere utilizzato per la produzione di rivestimenti e strati quantici per LED ultravioletti, ma questi dispositivi non hanno ancora raggiunto il livello di efficienza e maturità tecnologica dei dispositivi InGaN/GaN blu/verde. Se in questo caso viene utilizzato GaN non legato per formare gli strati attivi del pozzo quantistico, il dispositivo emetterà luce ultravioletta con una lunghezza d' onda di picco centrata intorno ai 365 nm. I LED verdi prodotti dal sistema InGaN/GaN sono molto più efficienti e luminosi rispetto ai LED verdi prodotti con sistemi di materiali non al nitruro, ma i dispositivi pratici mostrano ancora un' efficienza troppo bassa per le applicazioni ad alta luminosità.
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doc-9169
Alla fine degli anni' 80, le scoperte chiave nella crescita epitassiale GaN e nel doping di tipo p hanno inaugurato l' era moderna dei dispositivi optoelettronici basati su GaN. Basandosi su questa base, il Dr. Moustakas dell' Università di Boston ha brevettato un metodo per produrre LED blu ad alta luminosità utilizzando un nuovo processo in due fasi. Due anni dopo, nel 1993, i LED blu ad alta luminosità sono stati nuovamente dimostrati da Shuji Nakamura di Nichia Corporation utilizzando un processo di crescita del nitruro di gallio simile a quello del Dr. Moustakas. Sia il Dr. Moustakas che il Sig. Nakamura hanno ottenuto brevetti separati, il che ha confuso la questione di chi era l' inventore originale (in parte perché sebbene il Dr. Moustakas abbia inventato il suo primo, il Dr. Nakamura ha depositato per primo).
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doc-9168
Il primo LED blu-violetto con nitruro di gallio drogato al magnesio è stato realizzato alla Stanford University nel 1972 da Herb Maruska e Wally Rhines, dottorandi in scienza dei materiali e ingegneria. All' epoca Maruska era in congedo dai Laboratori RCA, dove ha collaborato con Jacques Pankove sul lavoro correlato. Nel 1971, l' anno dopo la partenza di Maruska per Stanford, i suoi colleghi dell' RCA Pankove ed Ed Miller dimostrarono la prima elettroluminescenza blu da nitruro di gallio drogato allo zinco, anche se il successivo dispositivo Pankove e Miller costruito, il primo vero e proprio diodo luminoso al nitruro di gallio, emetteva luce verde. Nel 1974 l' U. S. Patent Office ha concesso a Maruska, Rhines e al professore di Stanford David Stevenson un brevetto per il loro lavoro nel 1972 (U. S. Patent US3819974 A) e oggi il magnesio doping del nitruro di gallio continua ad essere la base per tutti i LED blu commerciali e i diodi laser. Questi dispositivi costruiti all' inizio degli anni Settanta avevano un' emissione di luce troppo scarsa per poter essere utilizzati in modo pratico e la ricerca sui dispositivi al nitruro di gallio ha subito un rallentamento.
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doc-9162
Il primo LED blu ad alta luminosità è stato dimostrato da Shuji Nakamura di Nichia Corporation nel 1994 ed era basato su InGaN. In parallelo, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano a Nagoya stavano lavorando allo sviluppo dell' importante nucleazione GaN su substrati di zaffiro e alla dimostrazione del doping di tipo p del GaN. Nakamura, Akasaki e Amano hanno ricevuto il premio Nobel 2014 per la fisica per il loro lavoro. Nel 1995, Alberto Barbieri del Laboratorio Universitario di Cardiff (GB) ha studiato l' efficienza e l' affidabilità dei LED ad alta luminosità e ha dimostrato un LED a "contatto trasparente" con ossido di stagno indio (ITO) su (AlGaInP/GaAs).
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doc-7048
Nei primi anni' 70 i Rolling Stones svilupparono il loro suono hard rock con Exile in Main St. (1972). Inizialmente ricevendo recensioni miste, secondo il critico Steve Erlewine è ora "generalmente considerato come il miglior album dei Rolling Stones". Continuarono a perseguire il riff-heavy sound su album tra cui It's Only Rock' n' Roll (1974) e Black and Blue (1976). Led Zeppelin ha iniziato a mescolare elementi del mondo e musica folk nel loro hard rock da Led Zeppelin III (1970) e Led Zeppelin IV (1971). Quest' ultimo includeva il brano "Stairway to Heaven", che sarebbe diventato la canzone più riprodotta nella storia della radio orientata all' album. Deep Purple ha continuato a definire hard rock, in particolare con il loro album Machine Head (1972), che comprendeva i brani "Highway Star" e "Smoke on the Water". Nel 1975 il chitarrista Ritchie Blackmore se ne andò, continuando a formare Rainbow e dopo la rottura della band l' anno successivo, il cantante David Coverdale formò Whitesnake. 1970 vedeva The Who rilasciare Live at Leeds, spesso visto come l' archetipico disco dal vivo hard rock, e l' anno successivo hanno rilasciato il loro album molto acclamato Who's Next, che ha mescolato rock pesante con un ampio uso di sintetizzatori. album successivi, tra cui Quadrophenia (1973), costruito su questo suono prima di Who Are You (1978), il loro ultimo album prima della morte del batterista rock pionieristico Keith Moon quest' anno.
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doc-9161
I primi LED commerciali sono stati comunemente utilizzati come sostituti di lampade ad incandescenza e indicatori al neon, e in display a sette segmenti, prima in apparecchiature costose come attrezzature di laboratorio ed elettroniche di prova, poi in apparecchi come televisori, radio, telefoni, calcolatrici e orologi (vedi elenco degli usi del segnale). Fino al 1968, i LED visibili e a infrarossi erano estremamente costosi, dell' ordine di 200 USD per unità, e quindi poco pratici. La Monsanto Company è stata la prima organizzazione a produrre in serie LED visibili, utilizzando il fosfuro di arseniuro di gallio (GaAsP) nel 1968 per produrre LED rossi adatti per gli indicatori. Hewlett Packard (HP) ha introdotto i LED nel 1968, utilizzando inizialmente GaAsP fornito da Monsanto. Questi LED rossi erano abbastanza luminosi da poter essere utilizzati solo come indicatori, in quanto l' emissione luminosa non era sufficiente per illuminare un' area. Le letture nelle calcolatrici erano così piccole che le lenti in plastica sono state costruite sopra ogni cifra per renderle leggibili. Più tardi, altri colori divennero ampiamente disponibili e apparvero in apparecchi e attrezzature. Negli anni' 70 Fairchild Optoelectronics produceva dispositivi LED di successo commerciale a meno di cinque centesimi ciascuno. Questi dispositivi impiegavano chip di semiconduttori composti fabbricati con il processo planare inventato dal Dr. Jean Hoerni alla Fairchild Semiconductor. La combinazione di lavorazione planare per la fabbricazione di trucioli e metodi di confezionamento innovativi ha permesso al team di Fairchild, guidato dal pioniere dell' optoelettronica Thomas Brandt, di ottenere le necessarie riduzioni dei costi. Questi metodi continuano ad essere utilizzati dai produttori di LED.
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doc-9178
I LED bianchi possono essere realizzati anche con il rivestimento di LED vicino all' ultravioletto (NUV) con una miscela di fosfori a base di europio ad alta efficienza che emettono rosso e blu, più rame e zinco solfuro (ZnS: Cu, Al) color alluminio che emette verde. Questo è un metodo analogo al funzionamento delle lampade fluorescenti. Questo metodo è meno efficiente rispetto ai LED blu con YAG: Ce fosforo, in quanto lo spostamento Stokes è più grande, quindi più energia viene convertita in calore, ma produce luce con migliori caratteristiche spettrali, che rendono il colore migliore. Grazie alla maggiore emissione radiativa dei LED ultravioletti rispetto a quelli blu, entrambi i metodi offrono una luminosità paragonabile. Si teme che la luce UV possa fuoriuscire da una sorgente luminosa difettosa e causare danni agli occhi o alla pelle umana.
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doc-3738
I primi circuiti integrati pratici sono stati inventati da Jack Kilby a Texas Instruments e Robert Noyce a Fairchild Semiconductor. Kilby ha registrato le sue idee iniziali riguardanti il circuito integrato nel luglio 1958, dimostrando con successo il primo esempio di lavoro integrato il 12 settembre 1958. Nella sua domanda di brevetto del 6 febbraio 1959, Kilby descriveva il suo nuovo dispositivo come "un corpo di materiale semiconduttore in cui tutti i componenti del circuito elettronico sono completamente integrati". Noyce è venuto anche con la sua idea di un circuito integrato sei mesi più tardi di Kilby. Il suo chip risolveva molti problemi pratici che Kilby's non aveva. Prodotto da Fairchild Semiconductor, è stato realizzato in silicio, mentre il chip Kilby's è stato realizzato in germanio.
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doc-9173
La luce bianca può essere formata mescolando luci di diverso colore; il metodo più comune è quello di usare rosso, verde e blu (RGB). Quindi il metodo è chiamato LED bianchi multicolori (talvolta denominati LED RGB). Poiché questi hanno bisogno di circuiti elettronici per controllare la miscelazione e la diffusione di colori diversi, e poiché i singoli LED a colori hanno tipicamente schemi di emissione leggermente diversi (che portano a variazioni di colore a seconda della direzione) anche se sono realizzati come un' unica unità, questi sono raramente utilizzati per produrre illuminazione bianca. Tuttavia, questo metodo ha molte applicazioni a causa della flessibilità di miscelazione di colori diversi, e in linea di principio, questo meccanismo ha anche una maggiore efficienza quantistica nella produzione di luce bianca.
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doc-9157
L' elettroluminescenza come fenomeno è stata scoperta nel 1907 dallo sperimentatore britannico H. J. Rotonda di Marconi Labs, utilizzando un cristallo di carburo di silicio e un rivelatore di gatto che sferza il vento. L' inventore sovietico Oleg Losev ha riferito la creazione del primo LED nel 1927. La sua ricerca è stata distribuita in riviste scientifiche sovietiche, tedesche e britanniche, ma non è stato fatto alcun uso pratico della scoperta per diversi decenni. Kurt Lehovec, Carl Accardo ed Edward Jamgochian, spiegarono questi primi diodi a emissione di luce nel 1951 utilizzando un apparecchio che utilizzava cristalli SiC con una fonte di corrente di batteria o generatore di impulsi e con un confronto con una variante, cristallo puro, nel 1953.
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