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L'ère des DELs

Le fonctionnement des diodes électroluminescentes
15/11/2014
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Nous en sommes envahis ! Les feux de signalisation, les lampes de poche, les phares des voitures et même l’écran de ton cellulaire. Les diodes électroluminescentes sont omniprésentes dans notre quotidien.

Remontons quelques décennies en arrière. C’est en 1904 que l’anglais John Ambrose Fleming invente la diode, ce composant électronique qui a la particularité d’agir un peu comme un clapet et qui ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens. Différents types de diodes ont été imaginés par la suite et, dans la seconde moitié du 20ème siècle, le physicien russe Oleg Lósev a inventé une version qui pouvait émettre de la lumière. La DEL, ou diode électroluminescente était née !

Et pourquoi autant de succès aujourd'hui ? Comparativement aux autres types d’éclairage, les DELs sont petites, elles produisent beaucoup de lumière en consommant très peu d'énergie et elles durent très longtemps. Une DEL peut éclairer pendant 100 000 heures contre seulement 1 000 heures pour une lampe à incandescence classique !

La DEL est constituée d’un petit composant semi-conducteur (c’est-à-dire qui partage les propriétés électriques à la fois d’un isolant et d’un conducteur). Ce composant est divisé en deux couches de natures différentes. La première couche, dite de type n, est chargée négativement dû à un excès d'électrons (particules négatives). La deuxième couche est au contraire en déficit d’électrons : elle est dite de type p pour positif.

Que se passe-t-il lorsqu’un courant électrique traverse la DEL ? Les charges négatives sont attirées par les charges positives ! Ainsi, les électrons excédentaires de la couche n vont à la rencontre des zones déficitaires en électrons, « les trous », de la couche p. La recombinaison « électrons-trous » provoque une libération d’énergie sous forme de lumière.

La couleur émise par la DEL dépend de la nature du semi-conducteur. Dès les années 1960, les DELs rouges ont été industrialisées, puis est venu le tour du vert. Le défi pour les scientifiques était de fabriquer des DELs blanche. Peut-être le sais-tu déjà, mais pour produire de la lumière blanche il faut combiner trois couleurs : le rouge, le vert et le bleu ! Il ne manquait plus qu’à découvrir avec quels matériaux la DEL pourrait émettre du bleu.

Le prix Nobel de physique 2014 a justement été attribué à deux chercheurs japonais et un chercheur américain pour leur invention de la diode électroluminescente bleue dans les années 90. Il s’agit à la fois d’une prouesse scientifique et d’une invention bénéfique pour l’humanité.

L’éclairage représente près d’un quart de la consommation mondiale d'électricité. Les DELs permettent des économies d’énergie considérables et par conséquent des bienfaits pour l’environnement. De quoi prédire un avenir prometteur à ces diodes électroluminescentes !





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