物理学诺贝尔奖表彰节能灯泡

赤崎勇、天野浩和中村修二因发明蓝色发光二极管而荣获 2014 年物理学奖

加入我们的科学爱好者社区!


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过 订阅来支持我们屡获殊荣的新闻工作。购买订阅将有助于确保关于发现和塑造当今世界的想法的有影响力的故事的未来。


今年,诺贝尔委员会决定表彰一项造福所有人的物理学发现:灯泡。 2014 年诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩和中村修二,以表彰他们发现的蓝色发光二极管 (LED),这种二极管实现了现代节能光源。
 
瑞典林雪平大学诺贝尔奖委员会成员奥勒·英加纳斯在 10 月 7 日宣布该奖项的新闻发布会上说:“大约四分之一的电力消耗用于照明。用更少的电力获得更多的光照,真的会产生巨大的影响。”
 
新的诺贝尔奖获得者为实现蓝色 LED 努力多年,蓝色 LED 与红色和绿色 LED 相结合,可以产生白光。红色和绿色版本自 1960 年代就已经存在,但蓝色版本大约又花了 30 年才实现。“很多大公司真的尝试过这样做,但他们失败了,”瑞典查尔姆斯理工大学诺贝尔奖委员会成员佩尔·德尔辛说。“但这些人坚持不懈,他们反复尝试,最终他们成功了。”
 
这项成就需要生长高质量的氮化镓晶体,它是半导体。在半导体内部,电子和“空穴”(即没有电子的空间)可以在晶格中移动,从而允许电流流动。当向半导体施加正确的电压时,电子和空穴会重新结合并发出光。光的波长(颜色)取决于带隙,即释放材料中电子所需的能量。氮化镓的带隙允许它产生紫外光和蓝光。
 
通过蓝色 LED 的发现而实现的白光光源比传统的白炽灯泡寿命更长,所需能量更少。白炽灯泡使用电力加热金属灯丝,因此会以热量的形式释放能量,而不仅仅是光,从而浪费能量,而 LED 可以更有效地将能量直接转化为光,而不会产生热量。LED 还避免了其他光源(如荧光灯)的弊端,荧光灯依赖于汞。这项技术现在照亮了我们的智能手机屏幕和手机手电筒,以及许多家用灯,甚至圣诞树上的闪烁灯。德尔辛说,由于紫外线可以杀死细菌,蓝色 LED 未来可能被用于消毒水。“我真的认为阿尔弗雷德·诺贝尔会对这个奖项非常满意。他希望他的奖项授予那些造福人类的发明。”
 
赤崎和天野在名古屋大学合作进行了这项发现,而中村在日本德岛的日亚化学公司独立工作。他现在是加州大学圣塔芭芭拉分校的工程学教授。他于当地时间周二凌晨 3 点前得知自己获奖,并通过电话参加了新闻发布会,描述了获奖的感觉。“这太不可思议了,”中村说。“这太棒了。难以置信。”
 
赤崎也接到了电话通知,但诺贝尔奖委员会在宣布时还没有联系到天野,因为他碰巧正在从日本飞往法国。“我认为他们实际上没有为此做好准备,”瑞典皇家科学院常任秘书斯塔凡·诺马克说。“他们并没有整天或整夜都在等待这个电话。”
 
阅读更多: 蓝筹股
中村修二击败了巨头,开发出蓝色 LED 和激光器,有可能彻底改变照明和数据存储
2000 年 7 月 [2000 年 8 月人物特写的特别在线版本]
 
绿色激光器:芯片基光束的下一个创新[仅限订阅者]
作者:中村修二和迈克尔·里奥丹
2009 年 4 月
 

Clara Moskowitz is a senior editor at 大众科学, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大众科学 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

More by Clara Moskowitz
© . All rights reserved.