LED燈“將點亮21世紀(jì)”

藍(lán)光LED發(fā)明獲諾獎

物理學(xué)獎被三名科學(xué)家分享

3名日本出生的科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)新型節(jié)能光源而獲得2014年度諾貝爾物理學(xué)獎。諾貝爾物理學(xué)獎評審委員會7日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時認(rèn)定，3名獲獎?wù)甙l(fā)明了一種藍(lán)色發(fā)光二極管（LED），幫助人們以更節(jié)能的方式獲得白色光源，依據(jù)這一原理問世的LED燈“將點亮整個21世紀(jì)”。事實上，科學(xué)界先前在發(fā)明藍(lán)光LED方面已付出數(shù)10年努力，卻沒有取得突破。諾貝爾獎評選委員會說，這3名科學(xué)家“在其他人已經(jīng)失敗的地方獲得了成功”。至此，日本諾貝爾獎得主人數(shù)上升至22人，其中10人獲得物理學(xué)獎，顯示了日本在物理學(xué)領(lǐng)域的實力。

赤崎勇

85歲

日本明城大學(xué)教授

85歲的赤崎勇在獲獎后舉行的記者會上首先感謝他的研究團(tuán)隊，稱“我無法一個人完成這項成果”。提及成功的秘訣，赤崎勇強(qiáng)調(diào)了研究團(tuán)隊的執(zhí)著精神。他坦言，不少人之前對他說，他的研究在20世紀(jì)結(jié)束時也不會取得成果，“但我沒有這么認(rèn)為……我只是一直在做我希望做的事。”

天野浩

54歲

日本名古屋大學(xué)教授

天野浩當(dāng)時正在飛機(jī)上，從日本飛往法國，到了目的地后才得知這一喜訊。據(jù)天野浩任職的大學(xué)網(wǎng)頁介紹，他自稱學(xué)生時代討厭學(xué)習(xí)，不明白學(xué)習(xí)有何意義，直至接觸到赤崎勇及藍(lán)光LED的研究后，才感覺到學(xué)習(xí)的目的是要造福人類，自此潛心科研工作。

中村修二(美籍)

60歲

加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校教授

身在美國的中村修二接到獲獎電話時，驚喜之余連稱“難以置信”。他隨后發(fā)表聲明，稱對獲獎感到榮幸，“看到我們的LED照明夢想成真非常令人滿意……希望節(jié)能的LED燈有助于減少能源消耗，降低全球范圍的照明成本。”

解讀

藍(lán)光LED為什么難發(fā)明

LED光源與傳統(tǒng)光源相比具有節(jié)能、耐久等優(yōu)勢。紅光LED和綠光LED早已發(fā)明，但長期以來制造藍(lán)光LED成為一個難題，缺少了三原色中的藍(lán)色，就無法獲得可用于照明、且讓消費者感到舒適的白色LED光源。

上世紀(jì)60年代，人們發(fā)明了紅光及綠光LED，但三原色之一的藍(lán)光LED卻因在材料結(jié)晶環(huán)節(jié)遇阻而被斷言“難以在20世紀(jì)實現(xiàn)”。

時任名古屋大學(xué)教授的赤崎勇與天野浩一起向難倒了全球研究者的氮化鎵結(jié)晶制作發(fā)起了挑戰(zhàn)。經(jīng)過反復(fù)實驗，他們成功制成了氮化鎵結(jié)晶，并于1989年在全球首次實現(xiàn)了藍(lán)光LED。

隨后，當(dāng)時在德島縣日亞化學(xué)工業(yè)公司當(dāng)技術(shù)員的中村獨立研發(fā)出了大量生產(chǎn)氮化鎵晶體的技術(shù)，并成功制成了高亮度藍(lán)光LED。中村還發(fā)明了藍(lán)色半導(dǎo)體激光器，并在全球首次將這兩項發(fā)明投入實際生產(chǎn)。

藍(lán)光LED的發(fā)明打開了自由表現(xiàn)色彩的大門，室外的大屏幕及信號器相繼問世。藍(lán)色激光器則使容量大于DVD的藍(lán)光光碟的誕生成為可能。將藍(lán)光LED與黃色熒光物質(zhì)結(jié)合制成的白光LED在迅速普及的過程中替代了白熾燈泡及熒光燈，取得了很高的節(jié)電效果。

這是繼2012年京都大學(xué)教授山中伸彌(52歲)獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎之后再次有日本學(xué)者榮獲諾獎。至此，日本諾貝爾獎得主人數(shù)上升至22人，其中10人獲得物理學(xué)獎，顯示了日本在物理學(xué)領(lǐng)域的實力。

受益

LED燈既持久又節(jié)能

按照評選委員會的說法，這項只有“20歲”的“年輕”發(fā)明之所以獲獎，是因為這種用全新方式創(chuàng)造的白色光源已經(jīng)“讓我們所有人受益”。“他們的發(fā)明具有革命性，”聲明說，“白熾燈點亮了20世紀(jì)，21世紀(jì)將由LED燈點亮。”

在高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管發(fā)明之后，使得人們能夠得到節(jié)電效率高、持久性強(qiáng)的白色光源，改變了人們生活和工作的照明條件，還可以廣泛地用于智能手機(jī)等領(lǐng)域。英國物理研究所所長桑德斯說，目前全世界的照明耗費了20%以上的電力供應(yīng)，使用LED燈泡后，這一比例會下降到4%。

白光二極管燈發(fā)出明亮的白光，既持久又節(jié)能。它們一直在被改進(jìn)，每個電力輸入單位（以瓦特計）帶來的光通量（以流明計）更高，同時更高效。最近的紀(jì)錄是剛剛超過300流明/瓦特，白熾燈的效率只有16流明/瓦特，而熒光燈的效率也不過70流明/瓦特。由于全球電力的近1/4都用在照明上，LED為節(jié)約地球資源貢獻(xiàn)良多。鑒于LED的使用壽命可達(dá)10萬小時——而白熾燈只可用1000小時，熒光燈可用10000小時——照明材料的消耗也節(jié)約下來了。

在提高全球15億無法接受電網(wǎng)供應(yīng)的人們的生活質(zhì)量方面，LED燈有著明朗的前途——由于所需的能量較低，廉價的本地太陽能就能給LED燈供能。

馬里蘭大學(xué)聯(lián)合量子研究所物理學(xué)家菲利普·舍韋說，LED照明研究獲獎，說明物理學(xué)研究可以帶來實實在在的益處，而不僅僅是探索宇宙的奧秘。

故事

中村修二怎么成了美國籍

雖然本屆獲得諾貝爾物理學(xué)獎的三個人都是日本名字，但是其中可能是最重要的一位——中村修二——現(xiàn)在在美國，很多媒體把他按照美國人報道。

中村修二從1989年就開始搞LED了，那時他只是日本日亞化工一名普通工人，德島大學(xué)院工學(xué)研究科碩士畢業(yè)而已。1993年，藍(lán)光LED誕生；到了1995年，藍(lán)光LED差不多成熟了，接下來幾年他又搞了藍(lán)色激光器——“藍(lán)光DVD”的那個藍(lán)光，就是他的技術(shù)。藍(lán)色激光波長更短，所以信息密度更大，盤的容量也更大。

（此外，1994年他以論文“InGaN高亮度藍(lán)光LED的相關(guān)研究”取得德島大學(xué)博士學(xué)位。）

他雖然做出了這么多成就，給日亞化工帶來了巨大的利益，卻沒有從公司得到應(yīng)有的賞識。在一次采訪中他說，在日本公司里，“不管你取得了多大的成就，你的職位和薪水都不會有什么變化——不光是日亞，別的公司也這樣。” 中村在日亞干了20年，做出了如此偉大的發(fā)明，薪水不過也就是普通中層的水準(zhǔn)，還沒有后來他在美國大學(xué)的薪水高。

日亞一開始對中村的項目表示支持，但后來覺得GaN太難做，停止了支持；等中村他真正做出來的時候，只拿到了2萬日元的獎勵，專利也不歸他個人所有。后來中村因為經(jīng)常去美國開會，接觸到了美國的環(huán)境，感覺在日本沒有前途，他就在1999年跳槽了。

2002年，中村一紙訴狀告上法庭，要求日亞支付200億日元賠償。2005年東京高等法院裁定，日亞化工支付中村修二8億4000萬日元，雙方和解。  （據(jù)新華社）