他们创造了光

红色和绿色发光二极管已经存在了半个多世纪，但是我们仍然需要蓝光的到来来彻底改变整个照明技术领域，因为只有在红色、绿色和蓝色这三种原色被完全采用之后，我们才能生产出照亮我们世界的白光光源

引领21世纪发光

“他们以一种理想的方式重新创造了光”。2014年诺贝尔物理学奖委员会主席、查尔莫斯理工大学的瑞典教授佩尔德尔辛在新闻发布会上说。

爱迪生的白炽灯照亮了20世纪，而21世纪将在发光二极管下发光。

2014年诺贝尔物理学奖授予了日本名古屋大学的赤崎勇和天野之弥以及加州大学圣巴巴拉分校的中村修二，以表彰他们对发明新型高效节能光源(即蓝色发光二极管)的贡献。根据阿尔弗雷德·诺贝尔的意愿，诺贝尔奖授予那些对全人类福祉做出巨大贡献的成就。通过蓝色发光二极管技术的应用，人类可以用一种全新的方法来产生白光光源。与旧灯相比，LED灯具有更持久、更高效的优点。

红色和绿色发光二极管已经存在了半个多世纪，但我们仍然需要蓝光的到来来彻底改变整个照明技术领域，因为只有在红色、绿色和蓝色这三种原色被完全采用后，我们才能生产出照亮我们世界的白光光源。尽管工业界和学术界做出了巨大努力，但生产蓝光光源的技术挑战已经持续了30多年。

当时，赤崎勇和天野之弥在日本名古屋大学工作，而中村修二在四国岛屿上的德岛市一家名为“日化”的小公司工作。当他们通过半导体产生蓝光时，照明技术革命的大门打开了。白炽灯照亮了整个20世纪，21世纪将是LED灯的时代。

电能被直接转换成光子

发光二极管由几层半导体材料组成。在发光二极管灯中，电能被直接转换成光子，这大大提高了发光效率，因为在其他灯技术中，电能首先被转换成热量，只有一小部分被转换成光。白炽灯，像卤钨灯，使用电流加热灯丝发光。在荧光灯管中(以前这种灯泡曾被称为低能量灯泡，但是随着发光二极管灯技术的出现，这个名字失去了意义)，气体放电，在这个过程中放出热和光。

因此，与旧灯相比，新的发光二极管灯消耗更少的能量来实现相同的发光效率。此外，发光二极管技术仍在不断改进，其发光效率也在不断提高。最新记录已经超过300流明/瓦，相比之下，普通灯泡为16流明/瓦，荧光灯为70流明/瓦。考虑到目前全球约1/4的电力用于照明，高效节能的发光二极管灯技术对全球节能具有重要意义。

发光二极管技术，像手机、电脑和所有其他基于量子现象原理的现代技术一样，源于相同的工程技术。一种发光二极管包括几层:n层有多余的负电荷，p层没有足够的电子。你也可以理解有带正电荷的多余空穴，或“正空穴”。

它们之间是一个活动层。当向半导体施加电压时，带负电的电子层和带正电的空穴层之间的相互作用将被驱动。当电子遇到正空穴时，两者会结合产生光。这个过程产生的光的波长完全取决于半导体的性质。蓝光的波长非常短，只有特定的材料才能产生这种波长的光。

诺贝尔奖获得者

赤崎勇现年85岁，1964年获得名古屋大学博士学位，自1981年起担任名古屋大学教授。他目前是美若大学的终身教授和名古屋大学的杰出教授。现年54岁的郝天野与赤崎勇是师生关系，目前是日本美若大学教授。

在氮化镓的研究中，和郝天野首次实现了氮化镓的PN结，为氮化镓材料制作蓝光发光二极管奠定了基础。2009年11月10日，赤崎勇获得了2009年京都尖端技术奖。京都奖成立于1985年，旨在发展尖端技术、基础科学、思想和艺术。几名获奖者获得了诺贝尔奖。

60岁的中村宽是蓝光和紫光二极管的发明者，被称为“蓝光之父”。中村修二于1979年获得德岛大学电子工程硕士学位，同年加入日本和亚洲化学。他在1993年发明了蓝光二极管，在1997年发明了紫光二极管。他于1999年离开日本亚洲公司，后来在加州大学圣巴巴拉分校任教。中村修二和日本亚洲公司在专利问题上发生诉讼纠纷后，旷日持久的诉讼也让他广为人知。

中国科学院物理研究所的研究员丁洪说:“2006年，蓝光发光二极管以100万欧元的奖金获得了千年科技奖。”。“千年科技奖”是迄今为止世界上金额最高的科学技术奖，每两年颁发一次，以表彰在科学研究或发明方面取得重大成就的个人或研究团体。

武汉华灿光电(300323，古巴)有限公司总裁刘荣博士曾与天野豪团队合作，该公司主要从事氮化镓基蓝绿系列高品质发光二极管的研发和生产。在刘荣看来，郝天野和赤崎勇最重要的工作是在1990年前后发现了P型掺杂氮化镓材料，解决了蓝色发光二极管P极材料的导电问题，否则蓝色发光二极管就无法制作。中村修二曾经是日亚公司的工程师，日亚公司生产荧光粉。大约在1992年，在赤崎勇和天野豪的结果出来之后，他用一种更简单的方法实现了P型掺杂。后来，他被邀请到美国当教授。

“他们几乎同时进行了实验，最终取得了成果，然后改进了彼此的实验结果。”皮埃尔·德尔·辛教授说。

蓝光的含义

发光二极管的研发历史悠久。红色发光二极管最早诞生于20世纪70年代。绿光二极管也已经存在很多年了。众所周知，红色、绿色和蓝色的叠加会产生白光。牛顿早在1671年就告诉了我们这个事实。然而，蓝光二极管的研发非常困难，这在20世纪曾被认为是不可能的任务。

蓝色发光二极管的出现正在改变照明行业的历史。刘荣说，白色发光二极管不仅节能，而且环保。它比传统白炽灯耗电少90%，比荧光灯耗电少30%~40%。它也不含汞，是一种理想的环保新光源。最新记录达到300流明/瓦，相当于16个普通灯泡和近70个荧光灯。这是一组在诺贝尔物理学奖新闻发布会上给出的数据。“理论上，每次你把一个电子放进一个洞，你都会得到一点光。发光二极管光源正在接近这个目标。很难找到比这更好的方法。”皮埃尔·德尔·辛教授说，仍有改进的余地，也许有一点进步，但永远不会是现在的十倍。没有空间了。

现在天野豪教授仍在从事紫外发光二极管的研究。刘荣博士表示，目前照明方面的科学问题已经基本解决，但由于工程上的改进，紫外发光二极管的效率还有待提高，因为从蓝光到深紫外光，材料中氮化铝的比例要求越来越高，这使得P型材料的导电性越来越差，器件的效率很难提高。值得一提的是，高效的紫外发光二极管技术将为方便安全的杀菌设备提供重要的基础。