好文嚴選:藍光將照亮世界─諾貝爾物理獎為何頒給三位日本人

2014-10-09 05:38

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物理原理很簡單,所以,LED想要獲獎,必須有應用,而且必須是重要應用。物理學獎向來如此,要麼你發現新的物理學原理,要麼你得有重要應用。LED的發光原理簡簡單單,以至於經過半個世紀的努力才最終獲得諾貝爾獎的肯定。

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為了做一名事前諸葛亮,我提前一天在微博上「預言」了今年的諾貝爾物理學獎:「明天是諾貝爾物理學獎發佈會,我去年就預測今年的物理學獎,我的首選是負折射率材料,即超穎材料,如果這個領域獲獎,獲獎人當然該是 J. B. Pendry, D. R. Smith, D. Schurig。另一個可能是LED的發明,至於到底獎給誰就很難說了。」

我的預言重點,超穎材料,沒有獲獎,第二個選項獲得了。讓我們期待五年後超穎材料獲獎吧,那是諾貝爾物理學獎在各領域的又一個循環。超穎材料的應用是一個非常科幻的話題,我期待五年後有機會談。

現在可以談談LED的歷史了。概要如下:

1927年,一向致力於研究半導體的俄國人奧列格‧羅塞夫(Oleg Losev)發現第一個LED,但這個發現沒有找到任何商業應用。

到了1955年,在美國無線電公司工作的魯賓‧布朗斯坦(Rubin Braunstein)發現砷化鎵半導體會發射紅外線,可惜他和同伴們玩玩就算了,沒有去找商業應用。

又過了六年,1961年,美國人畢亞德和皮特曼(James R. Biard,Gary Pittman)發現,砷化鎵在加上電流時會發射紅外光,他們註冊了專利,次年這項發現就投入應用。同樣在次年,第一個可見光LED被發現,發出紅光。從紅外的波長900納米到了紅光的650納米。再過十年,也就是1972年,第一個黃光LED被發現,同時,LED的亮度被提高了十倍。

但是,只有紅光、黃光和綠光我們無法合成白光,我們還需要藍光。藍光的波長比較短,只有450納米左右。直到上世紀末,具體是1994年,在日本日亞化工工作的中村修二用銦氮化鎵製出了亮度很高的藍光LED。中村修二的成就是建立在赤崎勇和天野浩的成就之上的。

赤崎勇是三位獲獎人中年紀最大的,出生於1929年,今年85歲了。他23歲本科畢業於京都大學,35歲才在名古屋大學獲得博士學位。上世紀六十年代末,快四十歲的時候,他開始研究基於氮化鎵基礎上的藍光LED。80年代,高質量的氮化鎵的出現幫助他研究出實用的藍光LED,此時,他的學生天野浩加入了他的團隊。在三人當中,天野浩最年輕,出生於1960年,而中村修二出生於1954年。

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