为什么偏偏是蓝光 LED 获诺贝尔奖,

而不是红黄绿?

来源/美国国家地理频道


人类照明的历史早在数千年前就开始了。从油灯到19世纪的白炽灯,再到20世纪的荧光灯,而在本世纪,LED 将照亮世界!



LED 为什么意义重大?


因为 LED 照明设备每瓦电力产生的光通量是荧光灯的4倍多,是白炽灯的大约20倍!在能源消耗巨大,且环保境况日益紧迫的今天,采用 LED 照明设备能够大大降低用于照明的能源消耗量。
  

据统计,如果整个日本都使用 LED 灯的话,那么用于照明的电力将减少60%!



不仅能减少能源消耗。作为一种高效节能、可靠环保的光源,LED 还能为全世界72亿人口中,无法直接使用电力的22亿人带去光明——使用简单的太阳能电池设备,就能让偏远贫困地区的人们告别火把、油灯和蜡烛,获得文明的光亮。


  

另外,与阳光相比,LED 创造的照明环境更平衡、更适合农作物生长。阳光包含7种不同颜色不同波长的光。但并非所有的光都有利于植物生长:光合作用需要红光;蓝光则会影响果蔬的形状和质量——利用 LED 提供适合的光,可以让果蔬高效地成长。


LED 发出了真正改变世界的“光”!



这一切背后的关键是一位叫中村修二的日本科学家!




他和另外两位科学家,因发明了高效蓝光二极管,而获得了2014年的诺贝尔物理学奖。



为什么是高效蓝光 LED 获奖?


因为20世纪60年代前后红光和黄绿光 LED 就已相继问世。而想实现全色光和白光,我们需要光的三原色,也就是红、绿、蓝 ,所以蓝光LED成为了关键。因为有了蓝光 LED,白光 LED 灯才能成为现实。


蓝光 LED 的制备技术曾困扰了人类30多年。在20世纪70年代末期的时候,LED 已经出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色,并被用于机器仪器的显示光源,但依然没有蓝光 LED。


蓝光 LED 的市场价值巨大,是当时世界性的攻关难题,和这三位学者同期在从事蓝光二极管的研究的学者当时也很多,但都因为无法在材料和器件制造工艺等一系列的技术问题上取得突破,不得不选择放弃。


世界上很多大公司和著名大学科研机构也都在为半导体蓝光光源薄膜材料的制备工艺头痛不已,发明蓝光 LED 在当时被认为几乎是不可能的,甚至被断言"难以在20世纪实现"。



1989年,当时34岁的中村修二,在前辈赤崎和天野的团队创造的蓝光 LED 的基础上开展研究,仅仅用了四年的时间,他就使蓝光 LED 比原来亮了100倍!


1993年,中村修二发表了超亮蓝光 LED,宣告这个原本被认为不可能在20世纪出现的装置华丽登场!



在蓝光 LED 外,加一层含黄磷的树脂涂层,蓝光和黄光混合,白光 LED 就产生了。


改变世界的“光"就此诞生。但这不是又一个天才改变世界的故事,这是一个关于”勤奋“的故事。


  

中村教授在加州大学圣芭芭拉分校的同事,史蒂文·登巴斯教授在介绍中村教授的时候完全没有提到“天才”,而是由衷的赞叹着中村的“勤奋”!——“他可能是我们学校最勤奋的教授了,他每天早上7点半到校,晚上7点离开,周末也不休息……”



在加州大学,一开始中村只能领到九个月的薪水,而研究经费则完全靠他自筹。仅人事开销中村就需要5000万日元,设备和维护费用一年要一亿日元! 


背负如此巨大的经费压力,已不是一句”天才“就可以解决的问题了。


倒是中村教授自己的话可以解答:”在日本,晋升意味着中断科学研究,因为部门主管必须做管理性的工作,晋升后我要做文书工作,这很奇怪,因为科学家应该永远都是科学家。我想专注于科学!“



就是这样“勤奋”又”纯粹“的中村教授一次次的改变着世界。  


蓝光 LED 技术如今已遍布我们身边


由中村修二发明的氮化镓发光二极管对人类的贡献显而易见,蓝光二极管的产生,三元发光色才完备,才能使白光显像成为可能,蓝色 LED 的发明彻底革新了光源技术。


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。采用蓝光 LED 技术的产品现在已经进入了全世界的千家万户,它既存在于广场大屏幕 LED,也存在于你的相机、平板电脑、手机、电视机和电脑监视设备里。


它为你照明,在全世界各地的办公室和家庭,白色灯光照亮了屋子,而它们所耗费的能源则要比白炽灯和日关灯小得多。另外,蓝光 LED 出现后,可以通过磷激发出红光和绿光,从而混合产生白光和其他各种颜色的光。或者与原有的红光 LED 和绿光 LED 一起产生白光和其他各种颜色的光。


蓝光 LED 也有另外的应用,比如,蓝光光盘,从蓝光 LED 发展出的紫外 LED 也可以高效净化生活用水;光纤通信的传输效率得到提高;超长使用寿命和高电光转换效率的全固态白光光源将极大促进绿色能源开发进程。



而即使在达到如此高的成就之后,中村教授仍希望自己只是一个纯粹的科学家,他已“勤奋”的投入下一个“文明之光”——激光二极管的研究之中。


那些曾经改变世界的人们,除却他们身上耀眼的”天才“光环,我们更应该看到的是一颗纯粹的心和一段超乎常人勤奋的人生!  


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