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三个日本科学家使人类可以制造任何LED光

导读: 瑞典皇家科学院7日宣布,将2014年诺贝尔物理学奖授予日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,以表彰他们发明蓝色发光二极管(LED),并因此带来新型的节能光源。

  瑞典皇家科学院7日宣布,将2014年诺贝尔物理学奖授予日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,以表彰他们发明蓝色发光二极管(LED),并因此带来新型的节能光源。

  赤崎勇1929年生,日本工程学、物理学家,现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。赤崎勇开发了氮化镓结晶化技术,并完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。

  天野浩1960年生,日本工程学家,专长半导体器件制造,现任名城大学、名古屋大学教授。曾与赤崎勇合作,完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。

  中村修二1954年生,日裔美籍电子工程学家,高亮度蓝色发光二极管与青紫色激光二极管的发明者,被称为“蓝光之父”。现任美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授。

  不是发现,是影响人类的发明

  “蓝光LED虽然听上去并不是那么玄乎或者高大上,但却是可以对人类社会产生很大影响的成果。”上海交通大学物理系教授季向东告诉记者。

  红色和绿色二极管已经存在了很长时间,但要产生白光,却需要红、蓝、绿三原色同时起作用。原来的二极管因为发光能量太低,所以只能发出红光和绿光,而蓝光意味着需要发出更高能量的光。上世纪80年代末,赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作研究,而当时中村修二只是德岛县一家化学公司的雇员。他提出制备氮化镓蓝光发光二极管的设想,仅仅在提出这一设想三年后,中村修二便在《应用物理快报》上发表了生平第一篇英文文章:一种用于生长氮化镓新颖的金属有机物化学气相沉积法。论文一发表便轰动了世界半导体产业界和科学界—当时世界上很多大公司和著名大学科研机构都在为半导体蓝光光源薄膜材料的制备工艺头痛不已,而氮化镓正是III-V族半导体材料中最具有希望的宽禁带光学材料。

  随后,赤崎勇、中村修二、天野浩的研究使得人类得以进入一场光源的革命。“正如他们所说的,这不是一个发现,而是一个发明,这需要在材料和器件上有重大突破,走通从理论到应用的路。正是因为这三位学者从不同的方面进行了突破,使得LED照明应用的推广成为可能。”中科院上海技术物理所所长陆卫称,还有很多学者和这三位学者同期在从事蓝光二极管的研究,但都因为无法在材料和器件制造工艺上取得突破而无法实现自己的研究意图,不得不选择放弃。

  这也是为什么,当昨天诺贝尔奖颁奖委员会接通中村修二的电话,告诉他获得今年的诺贝尔物理学奖时,中村修二足足愣了半分钟才反应过来。后来当记者问他有什么感想时,他停顿了好久连说了几个“是”,然后只说了一句“简直太难以相信了”。据了解,三位科学家正在不断完善自己的成果,以得到更高效的光通量。最新的纪录是300流明/瓦,相当于16个普通灯泡和接近70个荧光灯。据介绍,现在全世界电力消费的四分之一用于照明,而更高效的LED灯有助于节约地球资源。

  物理学奖近年更青睐应用研究

  当物理学还被很多人认为是玄乎得无法理解的各种粒子时,诺贝尔物理学奖近年来已经不再只颁发给那些对人类对世界认知产生重大影响的基础研究,而是越来越多地颁发给了那些有实用价值的物理学的发现。

  此前,已有海外学者认为蓝光半导体发光二极管是今年最可能获奖的主题。因为诺奖近年来越来越青睐有应用前景、对人类产生很大影响的科研成果。

  在2000年,诺贝尔物理学奖的两位获得者之一是电气工程师杰克·基尔比,他因为在集成电路发明的重要贡献而获奖。集成电路的发明,显然给人类社会带来了很大影响,这是物理学奖首次颁给应用性研究成果。这也被认为是一个信号,即物理学奖不单单是奖励给那些基础研究的,诺贝尔委员会也开始意识到一些能够在人类社会带来巨大应用和影响的成果是非常重要的。

  进入21世纪以来,虽然大多数物理学奖都是颁给基础发现的,但2009年的物理学奖却是颁发给两个实用性的主题—一个是光纤电缆,另一个则是电荷耦合器件(CCD)图像传感器。

  获奖原因

  三位获奖者在发现新型高效、环境友好型光源,即蓝色发光二极管(LED)方面做出巨大贡献。在蓝光LED的帮助下,白光可以以新的方式被创造出来。使用LED灯,我们可以拥有更持久和更高效的灯光代替原来的光源。

  因为今年的诺贝尔物理学奖,人们在制造节能光源方面进入了“自由之境”。虽然这三位科学家因为发明蓝色发光二极管(LED)获得诺奖让人大跌眼镜,但正是因为这一发明,人类可以制造出任何想要的LED光—蓝色发光二极管不仅使得白光可以以一种新的方式创造出来,而且因为蓝光二极管的出现,人们还可以补齐三原色,使得人类能够制造的LED光源的光谱范围更广,可说是进入自由的境界。

  令人关注的,是这一获奖项目传递的信息:诺贝尔物理学奖近年来似乎日益青睐那些可以给人类生活带来巨大改变的应用性研究。

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