L’invenzione dei LED blu ha conquistato il Nobel per la fisica 2014, ma la loro fabbricazione è ancora difficile e costosa. Un studio ora cerca di capirne il motivo usando un approccio che ha meritato un altro Nobel, quello per la chimica del 2013

I diodi a emissione di luce blu (LED blu) hanno permesso di costruire sorgenti di luce bianca luminosa e a basso consumo energetico. Per questo i loro ideatori hanno meritato il Nobel per la fisica 2014. Ma tra ricerca di base e realizzazione tecnologica spesso il salto non è immediato e c’è ancora un problema da risolvere. Non si è ancora trovato, cioè, un sistema per produrli in maniera economica. Ora un gruppo di scienziati britannici sostiene di avere individuato il problema nel magnesio, una delle componenti centrali di queste fonti di luce.

Cristallo di Magnesio (Creative Commons tramite Google)

Premi Nobel per la fisica 2014: Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura (Creative Commons tramite Google)

I LED sono costruiti con materiali detti semiconduttori, come il silicio. La loro particolarità è che è possibile modularne la conducibilità elettrica drogandoli, introducendo cioè atomi di altri materiali detti impurità. Solo che in questo modo fino agli anni ottanta si era riusciti a costruire LED di colore rosso e verde, mentre per il blu, che completa la tavolozza della luce bianca, si è dovuto aspettare la soluzione ingegnosa dei tre scienziati giapponesi Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura.
Nei LED blu, infatti, il semiconduttore è il nitruro di gallio, che i tre Nobel sono riusciti a usare per costruire cristalli blu drogandolo con il magnesio. Ma la quantità di magnesio necessaria è prossima al limite di solubilità, cioè alla capacità di materiali diversi di rimanere chimicamente legati. Per questo la fabbricazione dei LED blu rimane ancora una sfida tecnologica.

Oggi il gruppo di John Buckeridge della University College London ha accolto questa sfida, avvalendosi di un metodo di simulazione dei sistemi chimici complessi che nel 2013 ha portato al Nobel, questa volta per la chimica, altri tre scienziati: Michael Levitt, Martin Karplus e Arieh Warshel.

Premi Nobel per la chimica 2014: Martin Karplus, Michael Levitt e Arieh Warshel (Creative Commons tramite Google)

Quello che hanno scoperto è paradossale. Sarebbe infatti proprio il magnesio il principale ostacolo al processo di produzione di luce, al punto che l’attivazione stessa di un diodo così costruito, dicono gli inglesi, è quasi sorprendente. Buckeridge spera adesso che ulteriori studi chiariscano il ruolo del magnesio e aiutino a escogitare strategie per sviluppare metodi di produzione dei LED blu più efficienti e meno costosi.

Immagine di copertina: creative commons tramite Wikipedia con licenza CC BY-SA 3.0