藍光LED為何獲諾貝爾獎青睞?
摘要: 10月7日下午,瑞典皇家科學院宣布,將2014年諾貝爾物理學獎聯合授予日本科學家的赤崎勇天野浩以及美國加州大學圣巴巴拉分校的美籍日裔科學家中村修二,以表彰他們在發明一種新型高效節能光源方面的貢獻,即藍色發光二極管(LED),為能源節省開拓了新空間。
10月7日下午,瑞典皇家科學院宣布,將2014年諾貝爾物理學獎聯合授予日本科學家的赤崎勇(IsamuAkasaki),天野浩(HiroshiAmano)以及美國加州大學圣巴巴拉分校的美籍日裔科學家中村修二(ShujiNakamura),以表彰他們在發明一種新型高效節能光源方面的貢獻,即藍色發光二極管(LED),為能源節省開拓了新空間。
昨天,當赤崎勇、天野浩和中村修二獲得諾貝爾物理學獎的消息一公布,復旦大學信息學院院長鄭立榮教授第一時間向中村修二教授發出了祝賀。“中村修二是復旦大學顧問教授,信息學院國際學術委員會委員,他在2010年參加我們學院國際評估時,就建議我們要加強光電照明方面的研究。”正在波士頓訪學的鄭立榮說:“中村教授獲獎最大的特點,是他腳踏學術和產業兩地,執著地把理論用技術走通,從而實現應用,這恐怕是他得獎的最大的理由。”
英國劍橋大學教授科林·漢弗瑞爵士(SirColinHumphreys)指出:“這是一項巨大的成就,赤崎勇,天野浩和中村修二當之無愧。他們發明的藍光LED技術為研發明亮而節能的燈具,更高效的照明技術鋪平了道路。”
將新開發的藍光LED光源與已有的紅光與綠光LED光源結合,人們終于可以通過三原色原理產生更加自然和實用的白光照明光源。這三位獲獎人將共同分享800萬瑞典克朗(約合120萬美元)的獎金。他們也因此與該獎項自1901年頒發以來獲獎的共196名德高望重的學者一同被銘記在那長長的榜單之上。
赤崎勇現年85歲,1964年獲名古屋大學博士學位,1981年起任名古屋大學教授,現為日本名城大學終身教授、名古屋大學特聘教授。54歲的天野浩與赤崎勇是師生關系,現為日本名城大學教授。
赤崎勇和天野浩在氮化鎵研究中,首次實現了氮化鎵的PN結,為利用氮化鎵材料制造藍色發光二極管奠定了基礎。2009年11月10日,赤崎勇獲得2009年度京都獎尖端技術領域的獎項。京都獎自1985年始設立,面向尖端技術、基礎科學、思想和藝術3大領域,其得主中后有數位又將諾貝爾獎收入囊中。
不是發現,是影響人類的發明
“藍光LED雖然聽上去并不是那么玄乎或者高大上,但卻是可以對人類社會產生很大影響的成果。”上海交通大學物理系教授季向東表示。
紅色和綠色二極管已經存在了很長時間,但要產生白光,卻需要紅、藍、綠三原色同時起作用。原來的二極管因為發光能量太低,所以只能發出紅光和綠光,而藍光意味著需要發出更高能量的光。上世紀80年代末,赤崎勇和天野浩在名古屋大學合作研究,而當時中村修二只是德島縣一家化學公司的雇員。他提出制備氮化鎵藍光發光二極管的設想,僅僅在提出這一設想三年后,中村修二便在《應用物理快報》上發表了生平第一篇英文文章:一種用于生長氮化鎵新穎的金屬有機物化學氣相沉積法。論文一發表便轟動了世界半導體產業界和科學界——當時世界上很多大公司和著名大學科研機構都在為半導體藍光光源薄膜材料的制備工藝頭痛不已,而氮化鎵正是III-V族半導體材料中最具有希望的寬禁帶光學材料。
隨后,赤崎勇、中村修二、天野浩的研究使得人類得以進入一場光源的革命。“正如他們所說的,這不是一個發現,而是一個發明,這需要在材料和器件上有重大突破,走通從理論到應用的路。正是因為這三位學者從不同的方面進行了突破,使得LED照明應用的推廣成為可能。”中科院上海技術物理所所長陸衛稱,還有很多學者和這三位學者同期在從事藍光二極管的研究,但都因為無法在材料和器件制造工藝上取得突破而無法實現自己的研究意圖,不得不選擇放棄。
這也是為什么,當昨天諾貝爾獎頒獎委員會接通中村修二的電話,告訴他獲得今年的諾貝爾物理學獎時,中村修二足足愣了半分鐘才反應過來。后來當問他有什么感想時,他停頓了好久連說了幾個“是”,然后只說了一句“簡直太難以相信了”。據了解,三位科學家正在不斷完善自己的成果,以得到更高效的光通量。最新的紀錄是300流明/瓦,相當于16個普通燈泡和接近70個熒光燈。據介紹,現在全世界電力消費的四分之一用于照明,而更高效的LED燈有助于節約地球資源。
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