The post has been translated automatically. Original language: Russian
Why was the blue LED difficult to create?
The blue LED turned out to be the most difficult to create, because it required a material with a very large band gap, most of the known semiconductors simply could not emit blue light. The main reason was that there was no suitable material. For blue, a semiconductor with a much higher radiation energy was needed. Gallium nitride (GaN) turned out to be the best candidate, but it was extremely difficult to grow it without defects. It was also difficult to obtain high-quality crystals. The GaN crystals contained a huge number of defects, which caused the LEDs to either not work at all or to be very dim. The problem with the p-type is that two areas are needed for the LED: the n-type and the p-type. It was relatively easy to obtain the n-type, but it was not possible to make a working p-type of gallium nitride for decades. This was one of the main reasons for the delay. New technologies were needed, and scientists had to develop new methods for growing crystals, alloying, and processing the material. It took decades of research.
Why was it so important?
Without the blue LED, it would be impossible to create bright white LED lamps (they work thanks to a blue LED and a special phosphor), modern LED screens and televisions, smartphone displays, full-color RGB displays, etc.
Who solved the problem?
The key breakthroughs were made by Isamu Akasaki, Hiroshi Amano and Shuji Nakamura. Their research allowed them to create a bright and efficient blue LED, for which they received the 2014 Nobel Prize in Physics in 2014.
How did they solve this problem?
1. We have learned how to grow high-quality gallium nitride. The main problem was that gallium nitride (GaN) crystals were obtained with many defects. Isamu Akasaki and Hiroshi Amano have discovered that if you first apply a very thin layer of aluminum nitride (AlN) to a sapphire substrate, and only then grow GaN, the crystal becomes much better. It was like building a house: instead of uneven ground, they first make a solid foundation.
2. We learned how to make a p-type. Even with a good crystal, the LED still wasn't working. Scientists doped GaN with magnesium, but it still remained almost non-conductive. Later it turned out that hydrogen atoms "block" magnesium. It turned out that if, after growing, the material is heated (or irradiated with an electron beam), hydrogen leaves the crystal, magnesium begins to work as needed, and a full-fledged p-type appears. This was one of the decisive discoveries.
3. Improved the structure of the LED. Shuji Nakamura has developed a more advanced technology for growing gallium nitride layers and applied structures with quantum wells. In this design, electrons and "holes" are easier to meet, so much more energy is converted into light rather than heat.
Result
It was very difficult to create a blue LED because there was no suitable technology for producing high-quality gallium nitride and a working p-type of this material. It is the solution to these problems that has opened the way to modern energy-saving lamps, bright displays and LED lighting, which we use every day.
Что такое ИИ?
Искусственный интеллект (ИИ) - это технология, которая позволяет компьютерам выполнять задачи, обычно требующие человеческого интеллекта. ИИ может анализировать информацию, распознавать изображения и речь, понимать текст, делать прогнозы, находить закономерности и даже создавать новые тексты, изображения, музыку и видео.
При этом ИИ не думает и не осознаёт себя как человек. Он работает, обучаясь на огромном количестве данных и используя сложные математические модели, чтобы находить наиболее вероятные ответы или решения.
Сегодня искусственный интеллект уже используется в поисковых системах, переводчиках, голосовых помощниках, медицине, транспорте, науке, образовании и многих других сферах. С каждым годом его возможности становятся всё шире, помогая людям быстрее решать сложные задачи и открывая новые возможности для технологий.
Кто создал первый ИИ?
Искусственный интеллект не был создан одним человеком. Это результат работы тысяч учёных и инженеров на протяжении десятилетий.
Термин "искусственный интеллект" впервые предложил в 1956 году американский учёный Джон Маккарти. Именно поэтому его часто называют "отцом искусственного интеллекта". Вместе с другими исследователями он организовал знаменитую Дартмутскую конференцию, с которой принято отсчитывать начало развития ИИ как отдельной научной области.
Большой вклад в развитие ИИ также внесли Алан Тьюринг, предложивший идею проверки способности машины мыслить (тест Тьюринга), а также многие другие учёные по всему миру.
Современные системы искусственного интеллекта, такие как ChatGPT, создаются уже целыми командами исследователей и инженеров, а не одним человеком.
Как был создан первый ИИ?
На самом деле они не создали готовый искусственный интеллект. Они заложили основы науки об ИИ и начали разрабатывать первые программы.В 1956 году группа учёных собралась на Дартмутской конференции и предложила идею: если научить компьютер работать с логикой, правилами и знаниями, он сможет решать задачи, которые раньше мог выполнять только человек.После конференции исследователи начали создавать первые программы искусственного интеллекта. Они писали алгоритмы, которые могли доказывать математические теоремы, играть в простые игры, решать логические задачи и делать выводы на основе заданных правил.В то время компьютеры не обучались самостоятельно, как современные нейросети. Все знания и правила закладывались в них программистами вручную. Несмотря на ограниченные возможности, именно эти первые программы стали основой для развития современного искусственного интеллекта.
Первые системы не обучались на данных. Учёные сами прописывали правила. Например:
"Если:
Человек = мужчина
мужчина = Питер
То:
Человек = Питер"
Как всё таки создали современный ИИ по типу ChatGPT?
Создают нейронную сеть - это математическая модель, вдохновлённая тем, как устроены связи между нейронами в мозге. Она изначально ничего не знает. Собирают огромный объём данных - книги, статьи, научные материалы, программный код и другие тексты (используются только данные, на которые есть права или разрешение, а также специально подготовленные наборы данных). Обучают ИИ. На мощных компьютерах нейросеть миллиарды раз пытается предсказать следующее слово в тексте. После каждой ошибки её внутренние параметры автоматически немного изменяются, чтобы в следующий раз ответ был точнее. Постепенно она начинает распознавать закономерности языка, фактов и логики. Дорабатывают модель. После основного обучения исследователи проверяют модель, улучшают её качество, уменьшают количество ошибок и делают ответы более полезными и безопасными. Запускают для пользователей. После множества тестов модель становится доступной через сайт или приложение.
Чем современный ИИ отличается от первых?
Первый ИИ работал по заранее написанным человеком правилам. А современный ИИ обучается на огромных массивах данных и сам находит статистические закономерности, а не хранит готовый список правил. Именно поэтому современные модели могут поддерживать разговор, писать код, переводить тексты и создавать изображения, тогда как первые ИИ умели решать лишь узкий круг задач.
Share
