揭秘诺贝尔物理学奖 日科学家发明蓝光LED灯

凤凰科技讯 北京时间10月8日消息，瑞典皇家科学院于7日揭晓了2014年诺贝尔物理学奖获得者，这一奖项被授予日本科学家赤崎勇（Isamu Akasaki）、天野浩(Hiroshi Amano)和美籍日裔科学家中村修二(Shuji Nakamura),以表彰他们在20世纪90年代初发明了蓝色发光二极管。这一发明促进了新一代明亮节能的白色荧光灯以及彩色LED屏幕的发展。获奖者将共享800万瑞典克朗（约680万人民币）的奖金。

蓝色发光LED

身在日本的中村教授在睡梦中被叫醒并被告知这一消息，他表示“这真是难以置信”。在宣布获奖者消息时，诺贝尔奖评审团强调了这一发明的有用性，补充表示诺贝尔奖就是为了表彰那些“极大造福于人类”的发展。“这一发明一定会让阿尔弗雷德•诺贝尔(Alfred Nobel)非常欣慰。” 诺贝尔奖委员会成员、瑞典林雪平大学的奥尔•伊戈纳斯(Olle Inganas)教授这样说道。

三位获奖者

诺贝尔奖委员会主席、瑞典查尔姆斯理工大学的皮尔•德尔辛教授(Per Delsing)强调了获奖者所付出的巨大心血和贡献。 “有趣的是，很多大公司都曾尝试做这件事，但最终都失败了。” 德尔辛说道。“但这几名科学家坚持不懈反复实验，最终获得了成功。”

尽管红光和绿光LED灯已经存在了很多年，但蓝光LED灯仍是学术界和工业界的科学家们面临的长久挑战。如果没有蓝光LED灯，这三种颜色就无法混合产生基于LED的电脑和显示屏发出的白光。此外，高能蓝光可以用于刺激磷并直接产生白光——这是下一代白色灯的基础。

现在，采用蓝光LED技术的产品已经进入全世界人民的日常生活，被广泛应用于智能手机的照明和屏幕。同时白色LED泡也给很多办公室和家庭带来了光明，它们所耗费的能量比白炽灯和荧光灯都要少。这是因为LED将电量直接转化为光子，而非传统白炽灯泡里产生的热和光的不经济混合物。这些灯泡利用电流加热灯丝直到它发光，而荧光灯内部的气体放电会产生光和热。

在LED内电流经过一个半导体材料夹层，它因这些材料的化学组成不同而释放出特定波长的光。氮化镓是这三名诺贝尔奖获得者在他们的突破性蓝色LEDs灯里所使用的重要原料。这种较大块晶体的化合物成为了很多其他研究人员的绊脚石。然而日本名古屋大学的赤崎教授和天野教授在1986年成功地在部分特殊设计的蓝宝石脚手架上培育了氮化镓晶体。4年后，中村教授取得了一项相似的突破性进展，当时他就职于全球最大的高亮度LED供货商——日本日亚化学(Nichia) 公司。他使用的并非是一种特殊的基质，而是更加灵活的操控温度从而促进所有重要晶体的结晶。

在颁奖词中，诺贝尔奖委员会声明：“白炽灯照亮了20世纪，而LED灯将照亮21世纪。” 英国物理学会主席弗朗西斯• 桑德斯(Frances Saunders)博士在对这个消息进行评论时强调称节能灯泡是致力于减缓全世界二氧化碳排放量的重要部分。

“全世界所用电力里有20%被用于照明用途，据计算LED的最优化使用可以将照明用途比例降低到4%。赤崎教授、天野教授和中村教授进行的研究使得一切变为可能。这种物理学研究将对全人类产生直接影响，帮助保护环境，同时也可以应用于我们的日常电子产品中。”

LED灯还潜在的可以帮助全球没有电力网络的15亿人告别没有照明的时代，这主要是因为LED灯非常高效，因此利用廉价的当地太阳能动力照明变为可能。 

同样也致力于研究氮化镓技术的英国剑桥大学教授科林•汉弗瑞爵士(Colin Humphreys)指出：“这是一项伟大的成就，这不仅是好的科学更是有用的科学，它极大地改变了节能省电的方式。而近些年的某些获诺贝尔奖的发明可能需要好些年才能将科学更好的应用于实际。”

英国牛津大学的物理学家伊恩•沃姆斯利（Ian Walmsley）教授表示诺贝尔奖评审团做出了“非常了不起的选择”。“这些想法源自于很多年发展而来的某些重要基础科学，这项技术将使得某些新的设备变为可能，它们将对社会，尤其是显示屏和成像产生巨大的影响。”

之前的诺贝尔物理学奖获得者：

2013年-弗朗西斯•恩格勒特(Francois Englert)和彼得•希格斯(Peter W. Higgs)是提出希格斯玻色子（上帝粒子）理论而获奖。

2012年-塞尔日•阿罗什(Serge Haroche)和戴维•瓦恩兰（David J Wineland）因对光和物质的研究而获奖。

2011年-索尔•珀尔马特(Saul Perlmutter)、布莱恩•施密特(Brian P Schmidt)和亚当•盖伊•里斯(Adam Guy Riess)因发现宇宙的膨胀是加速的而获得诺贝尔物理学奖。

2010年-安德烈•海姆（Andre Geim）和康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）因发现“神奇材料”石墨烯而获奖。

2009年-华裔科学家高锟因帮助改进光纤电缆而获得诺贝尔物理学奖。（编译/严炎刘星）