प्रकाश उत्सर्जक डायोड का प्रकाश स्रोत के रूप में महत्व

• वर्ष 2014 में, रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने 21वीं सदी में लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) के प्रभुत्व की भविष्यवाणी की थी, जो पारंपरिक प्रकाश स्रोतों से बदलाव का प्रतीक था।

डायोड को समझना

• डायोड इलेक्ट्रॉनिक घटक हैं जो धारा को केवल एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं।
• इनमें एक p-n जंक्शन होता है, जहां इलेक्ट्रॉन एन-प्रकार की सामग्री (इसके प्राथमिक चार्ज-वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं) से P-प्रकार की सामग्री (इसके प्राथमिक चार्ज-वाहक छेद होते हैं) की ओर बढ़ते हैं, जिससे एक तरफा वर्तमान प्रवाह बनता है।
• डायोड में एक एनोड और एक कैथोड होता है, जो क्रमशःP-प्रकार और N-प्रकार की सामग्री से जुड़ा होता है।

LED का विकास

• LED एक डायोड है जो इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करता है।
• LED में PN जंक्शन छिद्रों की तुलना में अधिक ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों को पुनर्संयोजन पर प्रकाश जारी करने की अनुमति देता है।
• बैंड गैप, इलेक्ट्रॉन स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर का प्रतिनिधित्व करता है, उत्सर्जित प्रकाश की आवृत्ति निर्धारित करता है।

बैंड गैप का महत्व

• इलेक्ट्रॉन जैसे कण अलग-अलग ऊर्जा स्तर प्रदर्शित करते हैं, और बैंड गैप ऊर्जा सीमा स्थापित करता है जिसके भीतर इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होने में सक्षम होते हैं।
• किसी सामग्री पर लगाया गया विद्युत क्षेत्र बैंड गैप को दूर करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान कर सकता है।
• LED में, बैंड गैप इलेक्ट्रॉन-छेद पुनर्संयोजन की प्रक्रिया के दौरान जारी ऊर्जा को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

LED रंग उत्पादन

• LED लाल, हरे और नीले रंग का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे विभिन्न रंगों के संयोजन की अनुमति मिलती है।
• चुनौतियों के बावजूद, गैलियम नाइट्राइड ने नीले LED के विकास को सक्षम किया, जिसे वर्ष 1980 के दशक के अंत में जापानी शोधकर्ताओं ने पूरा किया, अंततः उन्हें वर्ष 2014 का नोबेल पुरस्कार मिला।

LED के फायदे

• मूर का नियम और हैट्ज़ का नियम समय के साथ LED में तेजी से वृद्धि और दक्षता में सुधार की भविष्यवाणी करता है।
• गरमागरम बल्बों और फ्लोरोसेंट लैंप की तुलना में LED अधिक ऊर्जा कुशल, टिकाऊ और लागत प्रभावी हैं।
• अनुप्रयोग उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर औद्योगिक उपयोग तक होते हैं, जो उनकी बहुमुखी प्रतिभा और ऊर्जा संरक्षण पर प्रभाव को प्रदर्शित करते हैं।

चल रहे नवाचार और भविष्य की संभावनाएँ

• चल रहे शोध अधिक कुशल LED के लिए पेरोव्स्काइट्स जैसी नई सामग्रियों की खोज कर रहे हैं।
• त्वचा में कार्बनिक LED और एम्बेडेड LED LED अनुप्रयोगों का विस्तार करने वाली उभरती प्रौद्योगिकियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।