日本科學家因發(fā)明藍色LED獲2014諾貝爾物理學獎

    2014年度諾貝爾物理學獎授予日本名古屋大學的赤崎勇，天野浩以及美國加州大學圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他們在發(fā)明一種新型高效節(jié)能光源方面的貢獻，即藍色發(fā)光二極管(LED)。根據阿爾弗雷德·諾貝爾的遺囑：諾貝爾獎授予那些對全人類的福祉作出重大貢獻的成就，通過藍色LED技術的應用，人類可以使用一種全新的手段產生白色光源。相比舊式的燈具，LED燈具有更加持久且高效的優(yōu)點。

    2014年度諾貝爾物理學獎授予日本名古屋大學的赤崎勇，天野浩以及美國加州大學圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他們在發(fā)明一種新型高效節(jié)能光源方面的貢獻，即藍色發(fā)光二極管(LED)。根據阿爾弗雷德·諾貝爾的遺囑：諾貝爾獎授予那些對全人類的福祉作出重大貢獻的成就，通過藍色LED技術的應用，人類可以使用一種全新的手段產生白色光源。相比舊式的燈具，LED燈具有更加持久且高效的優(yōu)點。

    紅色與綠色發(fā)光二極管已經伴隨我們超過半個世紀，但我們還需要藍光的到來才能徹底革新整個照明技術領域，因為只有完整的采用紅，綠，藍三原色之后，我們才能產生照亮我們世界的白色光源。但盡管工業(yè)界和學界付出了巨大的努力，但產生藍色光源的技術挑戰(zhàn)仍然持續(xù)了超過30年之久。

    當時，赤崎勇和天野浩在日本名古屋大學工作，而中村修二當時則在位于四國島上的德島市內一家名為“日亞化學”(Nichia Chemicals)的小公司工作。當他們通過半導體產生出藍色光源時，照明技術革命的大門打開了。白熾燈照亮了整個20世紀，而21世紀將是LED燈的時代。

    一個發(fā)光二極管由數(shù)層半導體材料構成。在LED燈中，電能被直接轉換為光子，這大大提升了發(fā)光的效能，因為在其他燈具技術中，電能首先是被轉化為熱，只有很小一部分轉化成了光。白熾燈和鹵鎢燈一樣，電流被用于加熱一根燈絲，從而實現(xiàn)發(fā)光。

    在日光燈管中(此前這種燈泡曾經被稱為低耗能燈泡，但隨著LED燈技術的出現(xiàn)，這一名稱失去了意義)，氣體進行放電，在此過程中同時發(fā)熱并發(fā)光。

    因此，新型的LED燈相比舊式的燈具，實現(xiàn)相同發(fā)光效率所消耗的能源就要低得多。另外，LED技術目前仍在不斷被改進，其發(fā)光效率還在不斷提升。最新的記錄已經突破了300流明/瓦，而一般的燈泡這一指標是16，日光燈則是70。考慮到目前全球有大約1/4的電力用于照明目的，高效節(jié)能的LED燈技術對于全球的節(jié)能工作具有重大意義。  

    LED技術與手機，電腦，以及所有其他基于量子現(xiàn)象原理的現(xiàn)代技術一樣，源于同樣的工程技術手段。一根發(fā)光二極管內包括幾個分層：n層帶有多余負電荷，p層則電子數(shù)不足，你也可以將其理解為這里存在多余的帶有正電的空洞，或“正電穴”。在它們之間是一層活動層，當向半導體施加一個電壓，就會驅動帶負電的電子層與正電穴層之間的相互作用。當電子與正電穴相遇，兩者就會結合并產生光線。這一過程產生光線的波長完全取決于半導體的性質。藍光波長很短，只有某些特定材料可以產生這一波長的光線。

    諾獎得主簡歷：

    赤崎勇(Isamu Akasaki)

    赤崎勇(Isamu Akasaki)，日本國籍，1929年出生在日本知覽町(Chiran, Japan)，1964年于日本名古屋大學獲得博士學位。現(xiàn)為日本名城大學教授、日本名古屋大學特聘教授。

    天野浩(Hiroshi Amano)

    天野浩(Hiroshi Amano)，日本國籍，1960年出生于日本濱松。1989年于日本名古屋大學獲得博士學位，現(xiàn)為日本名古屋大學教授。

    中村修二(Shuji Nakamura)

    中村修二(Shuji Nakamura)，美國國籍，1954年出生于日本伊方町(Ikata, Japan)。1994年與日本德島大學獲得博士學位。現(xiàn)為美國加州大學圣巴巴拉分校教授。<