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藍光LED獲諾貝爾獎 點亮21世紀“新”光明

2014-10-15 15:20:13      點擊:

7日,2014年諾貝爾物理學獎揭曉。因發明“高亮度藍色發光二極管”,日本科學家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學家中村修二共獲殊榮。發光二極管的英文簡稱是LED,對于這個詞,大多數國內讀者應不會陌生,因為LED燈已大量應用于我國室內外照明等領域,逐步取代白熾燈、熒光燈等傳統照明設備,成為節能、環保、智能化照明的代表。

  正是由于藍色LED的發明為人類帶來新“光明”,今年諾貝爾物理學獎授予了三位為LED照明起到奠基作用的科學家。

  值得一提的是,中村修二與上??蒲謝褂兇琶芮瀉獻?。作為國家半導體照明應用系統工程技術研究中心顧問、復旦大學兼職教授,他推動了LED在上海世博會的應用,并正在幫助上??蒲型哦友蟹氳繼謇渡す餛?,為新一代“激光電視”提供核心部件。

  年僅“20歲”的發明

  據國家半導體照明應用系統工程技術研究中心副主任楊衛橋介紹,紅色、綠色發光二極管在上世紀中葉已經問世,但要把發光二極管用于照明,必須發明藍色發光二極管,因為有了紅、綠、藍三原色后,才能產生照亮世界的白色光源。遺憾的是,藍色發光二極管的制備技術困擾了人類30多年。

  上世紀80年代,在日本名古屋大學工作的赤崎勇和天野浩選擇氮化鎵材料,向藍色發光二極管這個世界難題發起挑戰。1986年,兩人首次制成高質量的氮化鎵晶體;1989年首次研發成功藍光LED。

  從1988年起,當時在日亞化學公司工作的中村修二也開始研發藍光二極管。與兩位日本同行一樣,他選擇的也是氮化鎵材料,但在技術路線上并不相同。上世紀90年代初,中村修二也研制出了藍色發光二極管。與名古屋大學團隊相比,他發明的技術更簡單,成本也更低。

  至此,將LED用于照明的最大技術障礙已被掃除,被譽為“人類歷史上第四代照明”的LED燈呼之欲出。

  按照諾獎評選委員會的說法,這項只有“20歲”的“年輕”發明之所以獲獎,是因為這種用全新方式創造的白色光源已經“讓我們所有人受益”?!八塹姆⒚骶哂懈錈?,”聲明說,“白熾燈點亮了20世紀,21世紀將由LED燈點亮?!?/p>

  與白熾燈、熒光燈相比,LED能耗更低,壽命更長,而且可實現智能化操控,是節能環保的“綠色照明”。因此進入市場后,呈現爆發式增長。國家半導體照明應用系統工程技術研究中心經理楊潔翔介紹,我國2010年的LED產值是700多億元; 而到了2013年,全年產值猛增到5000多億元。家庭、辦公、道路等各種場所的照明以及絢爛的景觀燈光,這些市場“主力軍”如今都是LED?!扒凹改晏傅絃ED,我們需要對公眾進行科普,現在家里裝修,老百姓都會考慮買這種比傳統節能燈更節能的燈具?!?/p>

  獲獎者結緣上海世博

  我國 LED 產業發展的一個重要節點是2010年上海世博會。變幻莫測的夜間景觀燈、上海案例館“滬上生態家”的室內照明,讓各方游客對LED留下深刻印象。而這種新型光源之所以能在上海世博會上大規模應用,此次獲獎的中村修二功不可沒。

  2008年,中村修二在上海被聘為國家半導體照明應用系統工程技術研究中心顧問、復旦大學兼職教授,開始了與上??蒲謝溝暮獻?。楊衛橋回憶,上海世博會籌備期間,該中心向政府部門建言:在世博園區大規模應用LED。當時,LED在國內還是個新生事物,有關部門對它的可靠性有點擔心。為了說服政府官員,中心找到“外援”中村修二。于是,中村教授推薦了他的兩個朋友——日本LED產業促進會會長和日本愛知世博會燈光設計師,請他們一起去世博局“游說”。最終,世博局采納了專家建議,使世博園區成為LED大放異彩的舞臺。

  如今,在半導體藍色激光器、非極性LED領域,中村修二正與國家半導體照明應用系統工程技術研究中心開展合作。楊衛橋介紹,半導體藍色激光器是“激光電視”的核心部件。作為新一代電視機,激光電視比液晶電視的色彩更逼真,清晰度更高,能耗也更低。從1998年起,中村修二開始研究藍色激光器,是該領域的國際權威。與他合作可以使上??蒲謝菇舾史⒄狗較?,盡快實現半導體藍色激光器的產業化。