Οι ημιαγωγοί που εκπέμπουν φως ενός συγκεκριμένου χρώματος, γνωστοί ως LED (λεντ), από τα αρχικά της ονομασίας τους στα αγγλικά (Light Emitting Diode), είναι συνηθισμένο εξάρτημα όλων σχεδόν των σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών, όπως τα τηλέφωνα και τα στερεοφωνικά. Τα τελευταία χρόνια, όμως, έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν σε αρκετές χρήσεις και τους συμβατικούς λαμπτήρες πυράκτωσης. Ο λόγος; Τα LED μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε έγχρωμο φως πολύ πιο αποδοτικά από τους λαμπτήρες που ανακάλυψε ο Τόμας Εντισον. Για το κόκκινο φως, η απόδοσή τους είναι 10 φορές μεγαλύτερη. Επιπλέον, είναι ανθεκτικά σε σκληρή χρήση και διαρκούν μέχρι και 100.000 ώρες, δηλαδή σχεδόν μια ολόκληρη δεκαετία. Σε αντίθεση, ο μέσος χρόνος ζωής ενός λαμπτήρα πυράκτωσης είναι μόλις 1.000 ώρες λειτουργίας. Τα προβλήματα έντασης του παραγόμενου φωτός και διαθέσιμων χρωμάτων ξεπεράστηκαν σε τέτοιο βαθμό που τα LED να χρησιμοποιούνται τώρα και σε φωτεινούς πίνακες.

Εκείνο που προσπαθούν να κάνουν τώρα οι μηχανικοί είναι να μειώσουν το κόστος της μαζικής κατασκευής LED, να βελτιώσουν παραπέρα την απόδοσή τους και να αυξήσουν κι άλλο το φάσμα των διαθέσιμων χρωματικών τόνων που παράγουν. Βεβαίως, είναι δυνατό να συνδυαστούν LED κόκκινου, πράσινου και μπλε χρώματος, ώστε να παραχθεί λευκό φως. Η δημιουργία λαμπτήρων LED λευκού χρώματος θα επέτρεπε τη σταδιακή αντικατάσταση όλων των λαμπτήρων πυράκτωσης.

Τα LED έχουν ήδη αντικαταστήσει λαμπτήρες πυράκτωσης σε μερικές ειδικές εφαρμογές. Τέτοια περίπτωση είναι τα πίσω φώτα και τα φώτα τόξων των αυτοκινήτων. Το 60-70% των αυτοκινήτων που κατασκευάζονται σήμερα στην Ευρωπαϊκή Ενωση χρησιμοποιούν LED για τα φώτα των φρένων και κάτι ανάλογο αρχίζει να γίνεται και στις ΗΠΑ. Σύμφωνα με ερευνητές έως το τέλος της δεκαετίας τα LED θα κυριαρχούν στον εξωτερικό φωτισμό των αυτοκινήτων ανεξαρτήτως χώρας κατασκευής.

Μεγαλύτερα και φωτεινότερα LED έχουν αρχίσει να αντικαθιστούν τους λαμπτήρες πυράκτωσης στα φώτα των φαναριών. Ηδη 10% των φαναριών των ΗΠΑ χρησιμοποιούν τη νέα τεχνολογία. Παραδοσιακά, τα φώτα που χρησιμοποιούνται σαν σήματα για την κυκλοφορία χρησιμοποιούν λαμπτήρες πυράκτωσης που καλύπτονται από ένα έγχρωμο φίλτρο, ώστε το εξερχόμενο φως να έχει το κατάλληλο χρώμα, συνήθως πορτοκαλί, κόκκινο ή πράσινο. Είναι ένας εξαιρετικά αναποτελεσματικός τρόπος για να παράγει κανείς φως. Για παράδειγμα, ένα κόκκινο φίλτρο απορροφά το 80% του φωτός που πέφτει σ' αυτό. Τα LED σε ένα κόκκινο φανάρι καταναλώνουν 10 έως 25 βατ, σε σχέση με τα 50 έως 150 βατ μιας λάμπας πυράκτωσης ίδιας φωτεινότητας. Αυτή η εξοικονόμηση ενέργειας κάνει απόσβεση του μεγαλύτερου κόστους κατασκευής των LED μέσα σε ένα μόλις έτος. Αν σ' αυτό προστεθεί και το μειωμένο κόστος συντήρησης των LED σε σχέση με τους λαμπτήρες πυράκτωσης, είναι φανερό γιατί τα LED αποκτούν όλο και μεγαλύτερες συμπάθειες.

Τα LED μπορούν να βρουν εφαρμογές και σε ζητήματα εσωτερικής διακόσμησης. Επειδή το καθένα εκπέμπει μια συγκεκριμένη απόχρωση φωτός, ένας συνδυασμός τους με κατάλληλη ρύθμιση της έντασης ανά χρώμα, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί για να παραχθεί όλο το ορατό φάσμα. Για παράδειγμα, το λευκό φως που παράγεται συνδυάζοντας κόκκινα, πράσινα και μπλε LED μπορεί να γίνει πιο «δροσερό» μειώνοντας την ένταση μερικών κόκκινων και αυξάνοντας την ένταση μερικών μπλε LED. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει καινούριες χρήσεις του φωτισμού. Π.χ. αντί για τον επαναχρωματισμό ή την αντικατάσταση της ταπετσαρίας ενός τοίχου μπορεί το δωμάτιο να φωτιστεί με φως διαφορετικού χρώματος από τους ίδιους λαμπτήρες LED. Τέτοια χρήση των LED έχει ήδη γίνει στο Μητροπολιτικό Μουσείο Τέχνης στη Νέα Υόρκη.

Τα LED επιτρέπουν επίσης ιδιαίτερες χρήσεις στην ιατρική. Η μη εκπομπή θερμότητας, ο ακριβής έλεγχος του μήκους κύματος του παραγόμενου φωτός και οι αρκετά ευρείες ακτίνες που μπορούν να παράγουν τα LED επιτρέπουν στους ερευνητές τη χρήση τους για την πιο αποτελεσματική φωτοδυναμική θεραπεία καρκινικών όγκων. Στη θεραπεία αυτή, οι ασθενείς παίρνουν φάρμακα που είναι φωτοευαίσθητα και απορροφώνται κατά προτίμηση από τα καρκινικά κύτταρα. Οταν πέσει φως συγκεκριμένου μήκους κύματος στα κύτταρα που έχουν απορροφήσει το φάρμακο, τότε αυτό διεγείρεται και καταστρέφει τα κύτταρα. Τα LED μπορούν να πετύχουν το αποτέλεσμα αυτό χωρίς να κάψουν το δέρμα του ασθενούς όπως κάνουν άλλες πηγές φωτός.

Αλλά ας επιστρέψουμε στα λευκά LED. Το πρόβλημα με την παραγωγή λευκού φωτός από τα τρία βασικά χρώματα βρίσκεται στη δυσκολία να αναμειχθούν τα LED διαφορετικού χρώματος έτσι που να δίνεται η αίσθηση της ομοιογένειας. Η λύση της χρήσης μπλε LED που θα φωτίζουν ένα κίτρινο φωσφόρο ώστε το παραγόμενο κίτρινο φως να συνδυάζεται με το υπόλοιπο του μπλε φωτός δίνοντας λευκό έχει το μειονέκτημα των απωλειών ενέργειας κατά τη μετατροπή του μπλε σε κίτρινο φως και λόγω της διάχυσης και απορρόφησης από το περίβλημα του φωσφόρου. Πιο αποτελεσματική λύση είναι η απευθείας παραγωγή λευκού φωτός από τα LED. Υπάρχουν ήδη LED χαμηλής ισχύος που παράγουν λευκό φως και χρησιμοποιούνται σε κινητά τηλέφωνα και άλλες εφαρμογές. Τα LED υψηλής ισχύος λευκού φωτός είναι ακόμα πολύ ακριβά.

Δεν είναι δύσκολο να καταλάβει κανείς τα οφέλη από τη χρήση LED για φωτισμό (εφόσον μειωθεί το κόστος τους) λαμβάνοντας υπόψη ότι το 20-30% της παγκόσμιας καταναλωνόμενης ηλεκτρικής ενέργειας αφορά ακριβώς στο φωτισμό. Ακόμη και τα καλύτερα συμβατικά συστήματα φωτισμού μετατρέπουν σε φως μόλις το 25% της ηλεκτρικής ενέργειας. Αν λευκά LED ίδιας αποδοτικότητας με τα κόκκινα αντικαθιστούσαν τους λαμπτήρες πυράκτωσης, η ατμόσφαιρα θα επιβαρυνόταν κάθε χρόνο με εκατοντάδες εκατομμύρια λιγότερους τόνους διοξειδίου του άνθρακα. Βεβαίως, η εξοικονόμηση ενέργειας σε έναν τομέα ίσως να είχε απλώς ως αποτέλεσμα τη χρήση της σε έναν άλλο, διατηρώντας την επιβάρυνση της ατμόσφαιρας στα ίδια επίπεδα.