瑞典皇家科學(xué)院昨天宣布，將2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明藍色發(fā)光二極管（LED），并因此帶來(lái)新型的節能光源。
這是一場(chǎng)等燈誕生的歷程：繼油燈、白熾燈、日光燈之后，整整30年，三位科學(xué)家的研究和實(shí)踐，為人類(lèi)帶來(lái)了照明效能高、壽命長(cháng)、能制造出七色光的LED燈。使21世紀人類(lèi)進(jìn)入LED時(shí)代。
另辟蹊徑走別人不走的路
他們得獎不在于他們在理論上的突破，而在于他們在材料技術(shù)和器件制備上的突破。事實(shí)上，很多科學(xué)家都知道氮化鎵，物理學(xué)上關(guān)于這種材料的能帶結構、PN導電類(lèi)型調控以及發(fā)光特性，都有大量的理論和實(shí)驗上的成果，真正讓人頭疼的是，要實(shí)現這種材料的器件化，必須使基板材料和氮化鎵晶格匹配。當時(shí)很多科學(xué)家都跟風(fēng)去開(kāi)發(fā)新半導體材料。
但赤崎勇、天野浩和中村修二另辟蹊徑走別人不走的路。赤崎勇和天野浩的研究方向是對LED照明系統中的材料進(jìn)行研發(fā)，通過(guò)上千次的實(shí)驗，他們發(fā)現氮化鎵在藍色LED光源上的表現非常好，可以用于制造藍色LED光源，此前還沒(méi)有人能夠利用氮化鎵晶體制造出高品質(zhì)的LED光源。日亞化學(xué)的中村修二也選擇了氮化鎵晶體來(lái)取代硒化鋅，作為藍色LED光源的基礎材料，最終成功制造出高品質(zhì)的氮化鎵。
人類(lèi)進(jìn)入LED時(shí)代
藍色發(fā)光二極管是一種環(huán)境友好型的光源，日本科學(xué)家認為21世紀是LED燈的世界，而20世紀則屬于白熾燈泡，在過(guò)去的半個(gè)世紀左右的時(shí)間，紅色和綠色的發(fā)光二極管在北美等發(fā)達國家和地區大量使用，但藍色發(fā)光二極管是真正的革命性照明技術(shù)。
據專(zhuān)家介紹，白熾燈的發(fā)光效能比較低，只有16流明/瓦特，明顯占著(zhù)1瓦的電，發(fā)光亮度不夠；而日光燈的發(fā)光效率大約有70流明/瓦特，好像是高了不少，但是日光燈發(fā)光用到的化學(xué)物質(zhì)里有汞，有毒害，同時(shí)還不穩定；
和之前的這些燈種相比，LED在節約地球資源上貢獻太大了。像白光二極管發(fā)出的白光，最近的紀錄是剛剛超過(guò)300流明/瓦特。關(guān)鍵是，它還非常穩定，壽命很長(cháng)。LED的使用壽命可達10萬(wàn)小時(shí)——而白熾燈只可用1000小時(shí)，熒光燈可用10000小時(shí)——照明材料的消耗也節約下來(lái)了。
當今世界的電力消耗有近四分之一用于照明，如果全部使用高效節能的LED燈，那么可以節約地球資源，反饋到經(jīng)濟效益上非常明顯。
光源制造進(jìn)入“自由之境”
三位獲獎?wù)咴诎l(fā)現新型高效、環(huán)境友好型光源，即藍色發(fā)光二極管（LED）方面做出巨大貢獻。在藍光LED的幫助下，白光可以以新的方式被創(chuàng )造出來(lái)。使用LED燈，我們可以擁有更持久和更高效的燈光代替原來(lái)的光源。
因為今年的諾貝爾物理學(xué)獎，人們在制造節能光源方面進(jìn)入了“自由之境”。人類(lèi)可以制造出任何想要的LED光——藍色發(fā)光二極管不僅使得白光可以以一種新的方式創(chuàng )造出來(lái)，而且因為藍光二極管的出現，人們還可以補齊三原色，使得人類(lèi)能夠制造的LED光源的光譜范圍更廣，可說(shuō)是進(jìn)入自由的境界。
可以預見(jiàn)，藍色LED技術(shù)的進(jìn)步將是21世紀照明領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，未來(lái)我們將通過(guò)這項技術(shù)產(chǎn)生出與自然光接近的光源，同時(shí)價(jià)格更低、更高效的LED燈可以讓更多人獲得照明，因為地球上還有15億人居住的區域沒(méi)有被電網(wǎng)覆蓋，由此可見(jiàn)這三位科學(xué)家的研究成果對人類(lèi)文明的貢獻是巨大的。
