LEDs azules, el porqué del Nobel

El máximo galardón de la física de este año tiene tres nombres: Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura. Estos tres científicos nipones se han alzado con el Nobel porque «la invención de los diodos emisores de luz azul eficientes han permitido mejores fuentes de luz brillantes y una nueva forma de ahorro energético».

En definitiva, los tres consiguieron marcar un camino que nos ha llevado hasta los LED blancos, una fuente de luz mucho más duradera y responsable con el medio. El descubrimiento llevado a cabo por los profesores de la Universidad de Nagoya (los dos primeros) y la de California en Santa Cruz -Nakamura- se consiguió a principios de los 90. Aunque los diodos de luz roja y verde ya existían desde hacía algún tiempo, todavía faltaba la tercera pieza del rompecabezas, los azules que permitieran crear la suma que da como resultado la luz blanca.

Este diodo, que se le había resistido a la industria durante 30 años, es para la Real Academia Sueca de Ciencias el equivalente a las bombillas de luz incandescente de principios del siglo XX. «El siglo XXI será de las bombillas LED».

Akasaki, en el discurso de entrega del premio, recordó que siempre anima a los jóvenes científicos a «investigar sobre lo que creen» no sobre «aquello que está de moda», aunque no consigan resultados inmediatos. El bajísimo consumo de las LED ha permitido que puedan funcionar con paneles solares baratos lo que ha tenido un impacto directo en la vida de 1.500 millones de personas. Los Nobel, que tienen como legado la idea de Alfred Nobel de premiar a aquellos descubrimientos que hayan tenido un gran impacto en la humanidad, han encontrado en estos científicos todo un paradigma en el que reafirmarse.

En datos más mundanos, un LED de última generación alcanzan los 300 lumen frente a los 16 de una bombilla incandescente o los 70 de una fluorescente. Además, los primeros no tienen mercurio con lo que su respeto medioambiental y su impacto socioeconómico se multiplica. A todo ello hay que sumar que la vida útil de un LED es de 100.000 horas activas frente a las 1.000 de una incandescente y a las 10.000 de una fluorescente.

Formado por varias capas de semiconductores, el diodo emisor hace que la electricidad se convierta directamente en fotones, partículas de luz. Su tono dependerá de la longitud de onda que, a su vez, depende del material empleado para construir el diodo. Esa es la razón de su eficiencia. En una bombilla convencional -incluso en una de bajo consumo- la mayor parte de la electricidad se convierte en calor con lo que el ratio de eficiencia energética es muy bajo.

El primer LED utilizado fue el rojo que se emplea desde hace décadas en calculadoras, relojes digitales… y las luces de encendido y apagado de casi todos los dispositivos electrónicos. La consecución de cristales de nitruro de galio de suficiente calidad -todo un reto técnico- permitió que en 1986 Akasaki y Amano consiguieran un LED azul que presentaron en 1992. Aunque un poco más tarde, Nakamura consiguió el mismo material con una técnica diferente para llegar a presentarlo también en 1992. Poco después, y ya en nitrito de galio y trabajando juntos consiguieron desarrollar el primer láser azul a partir de un LED. Tres siglas indispensables para entender la tecnología de nuestro tiempo.