照亮21世紀：藍光LED為何能獲得今年諾貝爾獎
作 者：陽敏 晨風 來 源：新浪科技發表日期：2014-10-08
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（Isamu Akasaki），天野浩（Hiroshi Amano ）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(Shuji Nakamura )，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。
英國劍橋大學教授科林·漢弗瑞爵士(Sir Colin Humphreys)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。
60歲的中村修二為藍光二極管和青紫光二極管的發明者，被稱為“藍光之父”。被告知獲獎的消息時，正在日本的中村修二教授還在睡覺，他對記者表示：“這簡直難以置信。”
中村修二于1979年獲德島大學電子工程碩士學位，并于同年加入日亞化學。他于1993年發明藍光二極管，1997年開發出青紫光二極管，1999年離開日亞公司，其后任教于美國加州大學圣巴巴拉分校。中村修二與日亞公司后因專利問題發生訴訟糾紛，空日持久的官司也讓他廣為人知。
在中村修二研制成功突破性的藍光LED技術之后，日亞化學剝奪了他的專利權，因為根據日本傳統，員工必須為公司犧牲一切，對公司而言，科學家和工程師就跟普通的員工沒有什么兩樣，因此也根本不可能跟他們簽訂類似美國公司中那種規定個人科研成果的利益分成協議。
當時日亞化學公司付給中村修二有關他發明藍光LED的獎金僅有區區2萬日元，按照當時的匯率約為200美元。于是在2001年，憤怒的中村修二將自己的雇主告上法庭，雙方對薄公堂。最終法院裁決日亞化學公司應當支付給中村修二200億日元，按照當時匯率約合2億美元的費用。這一巨大的金額震驚了當時的日本社會，但法院認為這一判決是相當公正的，因為他們評估后認為中村修二的發明成果至少價值600億日元，約合5.8億美元。
但當事方日亞化學公司不服裁決并向高等法院提起上訴，最終歷經4年漫長而痛苦的拉鋸戰，高等法院最終裁定日亞化學公司償付中村修二8.4億日元，按當時匯率約折合810萬美元的費用。中村修二無奈接受了這一結果。
華燦光電股份有限公司總裁劉榕博士告訴記者，他2003年在美國亞利桑那州立大學讀博士的時候，與日本名城大學的天野浩教授有過項目上的合作，開發一種紫外光的LED。“他人很好，很愿意幫助別人，相互交流也沒什么保留，對自己的研究非常投入，做了幾十年。”
在劉榕看來，天野浩和赤崎勇兩人最重要的工作，就是在1990年前后，發現了P型摻雜氮化鎵材料，解決了藍光LED的P極材料的導電問題，否則藍色的LED做不出來。中村修二過去是做熒光粉的日亞公司的工程師，1992年左右，在赤崎勇和天野浩的結果出來后，用更簡便的方法實現了P型摻雜，后來應邀去美國做教授。
現在天野浩教授仍然在做紫外LED的研究。劉榕博士說，現在照明上的科學問題已經基本上解決了，只是工程上的改進，紫外LED的效率還要提高，因為從藍光到深紫外光，要求材料中的氮化鋁比例越來越高，這使得P型材料導電性越來越差，器件的效率難以提高。高效的紫外光LED技術將對便捷安全的細菌消殺設備提供重要的基礎。
LED研發的歷史已經很長，紅光二極管最早誕生于20世紀70年代。其后，黃光二極管也迅速面世。然而，藍光二極管的研發卻困難重重，這曾被認為是二十世紀不可能完成的任務。
而藍光LED的出現，正在改變照明工業的歷史。劉榕介紹，藍光LED既節電又環保，耗電量比常規的白熾燈節省90%，比熒光燈節省30-40%，而且不含汞，是綠色環保的理想新光源。
諾貝爾獎委員會主席，瑞典查爾姆斯理工大學的皮爾·德爾辛教授(Per Delsing)介紹了此次獲獎人成果的來之不易，他說：“有趣的是，很多大公司此前都曾嘗試做這件事，但他們都失敗了。但這幾個人就是堅持著不肯放棄，他們一次又一次的實驗，并最終取得了成功。”
現在，采用藍光LED技術的產品進入了全世界的千家萬戶，它為你照明，它存在于你的相機和手機里。在全世界各地的辦公室和家庭，白色燈光照亮了屋子，而它們所耗費的能源則要比白熾燈和日關燈小得多。在頒獎詞中，諾貝爾獎委員會寫道：“白熾燈照亮20世紀，而LED燈將照亮21世紀。”
由于全世界有1/4的電力被用于照明用途，更加節能高效的燈具在全球壓縮二氧化碳排放的大背景下將具有愈發重要的意義。LED燈還將幫助全球超過15億人告別沒有照明的時代，LED燈更低的能耗將讓采用當地太陽能小型電站電力實現照明成為可能。
本文關鍵字：藍光
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