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解读诺贝尔物理学奖:蓝色LED打开自由色彩大门
解读诺贝尔物理学奖:蓝色LED打开自由色彩大门
2014/10/7 2:14:02 | 浏览:2086 | 评论:0


解读诺贝尔物理学奖:蓝色LED打开自由色彩大门

    据诺贝尔奖官方网站消息,诺贝尔物理学奖于当地时间7日揭晓,赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)和中村修二(Shuji Nakamur)获奖。  

瑞典皇家科学院7日宣布,2014年诺贝尔物理学奖得主是开发蓝色发光二极管(LED)的日本名城大学终身教授赤崎勇(85岁)、美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授中村修二(60岁)及名古屋大学教授天野浩(54岁)。蓝色LED应用于节能且寿命长的照明器材。


  这是继2012年京都大学教授山中伸弥(52岁)获得诺贝尔医学生理学奖之后再次有日本学者荣获诺奖。至此,日本诺贝尔奖得主人数上升至22人,其中10人获得物理学奖,显示了日本在物理学领域的实力。

  蓝色LED的出现使节电的高亮度照明器材成为可能,极大改变了人们的生活,并因此受到高度评价。

  上世纪60年代,人们发明了红色及绿色LED,但三原色之一的蓝色LED却因在材料结晶环节遇阻而被断言“难以在20世纪实现”。

  时任名古屋大学教授的赤崎与天野一起向难倒了全球研究者的氮化镓结晶制作发起了挑战。经过反复实验,他们成功制成了氮化镓结晶,并于1989年在全球首次实现了蓝色LED。

  随后,当时在德岛县日亚化学工业公司当技术员的中村独立研发出了大量生产氮化镓晶体的技术,并成功制成了高亮度蓝色LED。中村还发明了蓝色半导体激光器,并在全球首次将这两项发明投入实际生产。

  蓝色LED的发明打开了自由表现色彩的大门,室外的大屏幕及信号器相继问世。蓝色激光器则使容量大于DVD的蓝光光碟的诞生成为可能。

  将蓝色LED与黄色荧光物质结合制成的白色LED在迅速普及的过程中替代了白炽灯泡及荧光灯,取得了很高的节电效果。

  中村1999年从日亚化工辞职并赴美担任大学教授。之后,他曾就专利权问题向日亚化工提起诉讼。2004年,东京地方法院认定有关发明价值约600亿日元,并要求日亚化工支付200亿日元。双方最终在高等法院上达成和解,但该案引发了关于企业研发人员这一群体的反思。

  颁奖仪式将于12月10日在斯德哥尔摩举行。3人将获得共计800万瑞典克朗的奖金。


日本诺贝尔奖学者坚持钻研 曾被批“无法成功


解读诺贝尔物理学奖:蓝色LED打开自由色彩大门

    据诺贝尔奖官方网站消息,诺贝尔物理学奖于当地时间7日揭晓,赤崎勇、天野浩和中村修二获奖。图为日本科学家赤崎勇的资料图片。  

  LED改写人类照明技术,被誉为20世纪最伟大发明之一,但当时科学家多次尝试研发蓝光LED均无功而还,不少人更因此气馁而放弃。2014年诺贝尔物理学奖获得者、日本名城大学终身教授赤崎勇7日在记者会上表示,当时经常有人对他说蓝光LED不会在20世纪开花结果,“不过我从没这样认为,我只是从事想做的事。”


 赤崎对获奖感到无比荣幸,又感谢松下电器研究所、名古屋大学和名城大学的同僚,认为自己不是单独达成这项成就。他又寄语新一代科学研究员选择研究题材时,不应只追随潮流,而是选择自己最想做的事,这样即使短期内没有成果,也不会轻言放弃。

  据天野浩任职的大学网页介绍,他自称学生时代讨厌学习,不明白有何意义,直至接触到赤崎勇及蓝光LED的研究后,才醒觉到学习目的是要造福人群,自此醉心科研工作。

  中村修二毕业后曾进入日亚化学工业公司任职,其间成功开发蓝光LED而声名大噪,被誉为“蓝光LED之父”。他6日发表声明称,“看到自己的LED照明梦想成真感到十分满足”,希望LED节能灯泡能有助减少能源使用和降低全球各地的照明成本,又称接到得奖电话时感到难以置信。

藍光 光革命的最後拼圖
 
瑞典皇家科學院(Royal Swedish Academy of Sciences)成員戴辛(Per Delsing)在記者會上表示:「紅色與綠色發光二極體已伴隨我們很長一段時間,但一直無法產生藍色光源。拜藍色發光二極體之賜,我們如今才能擁有節能且壽命長的白色光源。」

英國物理學會(Institute of Physics)會長桑德斯(Frances Saunders)說,這項改變為大幅節能帶來可能性。她表示:「全球20%的電力用於照明,經過計算,合理使用LED燈,可望將這項數據降至4%。赤崎勇、中村修二和天野浩的研究讓一切變得可能,這項殊榮是為表彰他們的貢獻。」

若沒有藍光LED,就沒有色彩鮮豔明亮的電視、平板、手機螢幕,現場演唱會和球賽的大型轉播螢幕也將呈現怪異顏色,人類則繼續花大量的錢和能源在照明上。藍光LED的出現,不僅讓上述科技夢想成真,甚至能做得更多;不僅使長期黑暗的非洲大陸擁有光明,還是人類節能減碳、減緩氣候變遷的關鍵。

事實上,諾貝爾獎頒給「藍光」LED,而不是其他色光,正是因為藍光LED是組成「可用來照明、取代燈泡的白光LED」最後一片拼圖。

白光得由紅、綠、藍三原光組成;紅光LED是人類早就發展成熟、亮度足夠,綠光LED雖沒那麼亮,但差強人意,唯獨藍光LED受材料限制,亮度一直相當微弱,因此根本湊不出足夠亮的白光。

在1960年代前最可能做高亮度藍光LED的材料氮化鎵,結構缺陷難以改善,因此泰半科學家認為,LED頂多用在開關指示燈,不能照明;直到這次三位得主中村修二、赤崎勇和天野浩在結構改良上有重大突破,才大幅提高藍光LED的亮度,進而做出白光LED。

如今白光LED已成照明主流,LED是冷光源,不像傳統燈泡會發熱,因此效率更好、更省能源;施以同樣電能,LED的亮度是傳統燈泡的五倍多,且壽命長又耐摔。

以往全世界照明耗電占總能源消耗的五分之一,現在LED大量取代傳統照明,面對人類現最大的敵人「氣候變遷」,若沒有藍光LED,節能減碳的目標將難以達成,諾貝爾獎殊榮頒給藍光LED,實至名歸。
 
諾獎得主 東灣創辦LED公司
 
解读诺贝尔物理学奖:蓝色LED打开自由色彩大门
中村修二7日在聖他芭芭拉大學展示他發明的藍光二極管,以及由此而造成的白色光源。(美聯社)
 
 
今年的諾貝爾物理獎由三位日本科學家獲得,他們於1993年發明藍光發光二極管,導致近年普遍流行的白光節能燈泡。得主之一中村修二(Shuji Nakamura)在1993年發明「藍光二極管」之後來了加州,到聖他芭芭拉加大當教授,後來還在東灣佛利蒙創辦了一家LED 節能公司「Soraa」。

中村修二7日在聖他芭芭拉加大做了一個小小的實驗,當眾展示他發明的藍光二極管,以及因此而造成的白色光源。

藍光發明之前,人類已有紅光和綠光數十年,但就是沒有藍光;中村修二於1993年,在另兩名日本科學家的研究基礎之上,成功以氮化鎵(gallium nitride)製成藍色二極管。

有了藍光,現在流行的白光節能燈泡(white LED bulbs )終於可在紅、綠和藍三種基本光結合下而製造出來。

中村修二當年是在日本進行有關研究,之後他就移居加州,並且在聖他芭芭拉加大執教。

矽谷著名的創投家柯斯拉(Vinod Khosla)知道了中村修二的發明,因此向他提議設立一家LED公司,Soraa因此於2008年誕生;除了中村,這家公司的共同創辦人還有聖他芭芭拉加大另外兩名教授。

Soraa的執行長柏克(Jeff Parker)周二說,Soraa得以成立,以及能夠向節能工業推進,主要是因為中村。
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