Мэттью Хартенсвельд, инженер с докторской степенью и ведущий YouTube-канала Dr. Semiconductor, показал в новом видео, как изготовил рабочие светодиоды в домашней мастерской. О его работе рассказал Tom's Hardware. Весной 2026 года Хартенсвельд прославился в инженерном сообществе: он построил в сарае на заднем дворе чистую комнату класса 100 — помещение со строгим контролем чистоты воздуха, необходимым для полупроводникового производства, — и создал в ней ячейки оперативной памяти, что до него в домашних условиях никто не делал.
Исходным материалом для светодиодов стал готовый эпитаксиальный чип из нитрида галлия (GaN) — покупная заготовка с несколькими напыленными слоями этого полупроводника и тонкой квантовой ямой из нитрида индия-галлия на сапфировой подложке. Именно такая структура заставляет прибор светиться при подаче тока. Синтезировать кристаллические слои самому Хартенсвельд не стал: это требует высокотемпературного промышленного реактора, недоступного в домашних условиях.
Ключевой инструмент — ультрафиолетовый лазер с длиной волны 355 нм, купленный на eBay. Вместо стандартного реактивного ионного травления (обработки хлорной плазмой, характерной для промышленных чистых комнат) Хартенсвельд направил луч лазера прямо на поверхность нитрида галлия. При такой длине волны GaN поглощает излучение и распадается на металлический галлий и газообразный азот. Образовавшийся слой галлия затем смывают горячим раствором гидроксида калия.
Металлические контакты — никель, серебро и титан — нанесены методом напыления и фотолитографии. Для крепления кристаллов к печатной плате Хартенсвельд использовал гальванически осажденные индиевые шарики и флюс на основе канифоли. В итоге получились чипы, которые можно нормально запаять и запитать.
Готовые светодиоды дают яркий синий свет. Чтобы получить белый, инженер нанес на кристалл люминофор — иттрий-алюминиевый гранат с примесью церия (YAG:Ce). Тот же принцип применяют промышленные производители: синий чип возбуждает желтый люминофор, и оба оттенка в сумме воспринимаются глазом как белый свет.
Часть комментаторов указывает: самый сложный этап, эпитаксиальный рост GaN-слоев, выполнен в промышленных условиях. Хартенсвельд работал с готовой коммерческой заготовкой, а не синтезировал материал с нуля. Тем не менее превратить такую пластину в функциональный светодиод, пригодный для монтажа на плату, исключительно домашними методами — задача далеко не тривиальная. Канал Dr. Semiconductor набрал более 100 тысяч подписчиков: аудитории интересно наблюдать, как полупроводниковое производство перебирается в сарай.
