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赤崎勇(Isamu Akasaki),天野弘(Hiroshi Amano)和中村修二(Shuji Nakamura)荣获2014年诺贝尔物理学奖

明亮的灯光

赤崎勇(Isamu Akasaki),天野弘(Hiroshi Amano)和中村修二(Shuji Nakamura)因开发蓝色LED而获得了2014年诺贝尔物理学奖。该奖项价值SEK 8m (£690,000),并将由三位获奖者分享,他们将在10月10日在斯德哥尔摩举行的颁奖典礼上获得奖牌 December.

赤崎是日本公民,曾在名城大学和名古屋大学工作。天野是日本公民,在名古屋大学工作。 Nakamura是美国公民,在加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校工作。

三等奖的获得者是“高效的蓝色发光二极管的发明,它使明亮而节能的白光源成为可能”。现在无处不在的LED在从电视机到消毒器的广泛应用中得到使用,并且不包含荧光灯中发现的有毒汞。

三色蓝

白光源需要发出红色,绿色和蓝色光的LED。第一个红色LED创建于1950年代,然后研究人员设法制造出发出更短波长光的设备,到1960年代达到绿色。然而,研究人员努力创造蓝光。

在1980年代,名古屋大学的Akasaki和Amano以及Nichia Corporation的Nakamura专注于化合物半导体氮化镓(GaN),由于它具有与紫外光相对应的大的带隙能量,因此对于创建蓝色LED来说可能是理想的选择。

然而,在制造基于GaN的可用LED方面存在许多挑战。一个主要问题是如何创建具有良好光学性能的高质量GaN晶体。这在1980年代末和1990年代初由赤崎和天野以及中村分别解决。两个团队都使用金属有机气相外延(MOVPE)技术将高质量的GaN晶体薄膜沉积到基板上。

兴奋剂发现

研究人员面临的另一个看似无法克服的挑战是如何对GaN进行掺杂,使其成为p型半导体,这对于制造LED至关重要。赤崎和天野注意到,将掺锌的GaN放在电子显微镜中时,它会发出更多的光。这表明电子辐照改善了p掺杂–中村后来解释了这种效果。

两个团队的下一步都是在多层中使用其高质量的p掺杂GaN以及其他基于GaN的半导体“heterojunction”结构。中村于1993年制造了第一个高亮度蓝色LED。

诺贝尔物理学委员会主席称赞获奖者 Per Delsing 说过“许多大公司试图[开发蓝色LED]并失败了,但是这些家伙坚持不懈,最终成功了。”

如今,基于GaN的LED用于从手机到电视屏幕的设备的背照式液晶显示器中。发出蓝光和紫外线(UV)的LED也已用于DVD中,其中较短的光波长允许较高的数据存储密度。展望未来,发射紫外线的LED可用于创建基本而有效的净水系统,因为紫外线会破坏微生物。

发明还是发现?

过去10年 几年来,还有3项诺贝尔物理学奖因其具有重大商业潜力的工作而获奖:2007年的巨磁阻; 2009年的光纤和电荷耦合器件;和石墨烯。2010年,大多数奖项与希格斯玻色子等更深奥的发现相关,阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)则下定决心,也可以为物理学中的一项重要发明提供奖项。

“阿尔弗雷德·诺贝尔对此奖将非常高兴,” says Delsing. “[蓝色LED]确实会使大多数人受益。”

大卫·格罗斯 来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的卡夫里理论物理研究所的人因在渐近自由方面的工作而获得了2004年诺贝尔奖,他对近年来的纯粹研究和应用研究都感到高兴。格罗斯在的里雅斯特(Trieste)举行会议以纪念国际理论物理中心成立50周年后,他在那儿强调了蓝天研究的重要性。 物理世界 那“Every five or six years the prize is awarded to an invention 那has conferred a great benefit to humankind, such as the transistor, the laser and fibre optics. I think the existing ratio is just about right.”

赤崎于1929年出生于日本千岁。他于1952年毕业于京都大学,并于1964年获得名古屋大学博士学位。

天野先生于1960年出生于日本滨松。1989年,他从名古屋大学获得博士学位。

Nakamura于1954年出生于日本Ikata。他于1977年毕业于德岛大学电子工程学士学位,并获得硕士学位。’两年后获得同一学科的学位。然后,他加入了 日亚株式会社是一家位于四国岛德岛上的小公司。 Nakamura于1994年获得德岛大学博士学位。

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