Twórcy niebieskiej diody LED otrzymali Nobla z fizyki

foto: ExtremeTech

Komitet Noblowski rozpoczął już przyznawanie tegorocznych nagród. Tę w dziedzinie fizyki otrzymali trzej twórcy niebieskiej diody LED, która to pozwoliła na zastąpienie żarówek i świetlówek. Nazwiska laureatów – Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamura – zostały dzisiaj ogłoszone w Sztokholmie. Wynalazcy otrzymają 8 milionów koron szwedzkich (około 3,6 mln zł) do podziału.

Trójka japońskich naukowców stworzyła pierwsze wydajne diody LED emitujące światło niebieskie w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Wynalazek ten był kluczowym krokiem w stronę stworzenia jasnego i energooszczędnego źródła białego światła, które pozwala na zastąpienie leciwych już żarówek i świetlówek. „Ich wynalazki były rewolucyjne. Żarówki oświetlały wiek XX; wiek XXI oświetlą diody LED” – napisali członkowie Komitetu Noblowskiego w uzasadnieniu.

Dlaczego diody LED są tak ważnym wynalazkiem? Ponieważ cechują się bardzo dużą wydajnością zamiany energii elektrycznej na światło i są dużo bardziej trwałe niż standardowe żarówki. Mogą też być szybko i często włączane i wyłączane. Poza tym – nie zawierają rtęci, która – jak wiemy – jest niebezpieczna dla człowieka.

Wprawdzie pierwsze (czerwone i zielone) diody LED pojawiły się jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku. Stworzenie niebieskiej diody było jednak ogromnym wyzwaniem, z którym naukowcy nie potrafili sobie poradzić przez dekady. Trójce Japończyków – i już oficjalnie: noblistów – to się jednak udało. Dzięki temu możliwe było skonstruowanie LED-owych lamp emitujących białe światło – poprzez połączenie barw czerwonej, zielonej i niebieskiej właśnie.

foto: BBC

Akasaki i Amano współpracowali na uniwersytecie w Nagoi, Ich pierwszym sukcesem było uzyskanie dobrych jakościowo kryształów azotku galu na szafirowym podłożu. Po kilku latach udało im się wytworzyć w tym materiale warstwy półprzewodnika typu p. To z kolei przyczyniło się do stworzenia pierwszej niebieskiej diody w 1992 roku.

Nakamura pracował oddzielnie i niezależnie od wyżej wspomnianej dwójki, w firmie Nichia Chemicals w Tokushimie. Doszedł jednak do bardzo zbliżonych rezultatów. Wyjaśnił także teoretyczne podstawy procesu technologicznego. 

Do głównych zalet diod LED należą: niskie koszty produkcji, duża wydajność (sięga nawet 300 lumenów na wat – w przypadku żarówek: 16 lm/W) oraz duża żywotność (do 100 000 godzin – żarówki: około 1000 godzin). 

Wynalazek japońskich naukowców przyczynił się także do powstania niebieskich laserów. Pozwoliły one na zastąpienie płyt DVD przez Blu-ray, a drukarek atramentowych na laserowe.

Źródło: ExtremeTech, PAP, BBC