LED技術(shù)對我們并不陌生，在手機、電腦等現(xiàn)代電子設(shè)備中都可以找到，紅色發(fā)光二極管在20世紀(jì)50年代末被研制出來，被用于數(shù)字式手表、計算器等設(shè)備，對于波長更短的藍色二極管，許多實驗室都嘗試過開發(fā)，但是都沒成功。赤崎勇和天野浩的研究方向是對LED照明系統(tǒng)中的材料進行研發(fā)，通過上千次的實驗，他們發(fā)現(xiàn)氮化鎵在藍色LED光源上的表現(xiàn)非常好，可以用于制造藍色LED光源，此前還沒有人能夠利用氮化鎵晶體制造出高品質(zhì)的LED光源。日亞化學(xué)的中村修二也選擇了氮化鎵晶體來取代硒化鋅，作為藍色LED光源的基礎(chǔ)材料。

        10月7日，諾貝爾物理獎揭曉，兩名日本科學(xué)家和一名美籍日裔科學(xué)家分享了2014年度的諾貝爾物理獎，他們分別是日本名古屋大學(xué)的科學(xué)家赤崎勇(IsamuAkasaki)和天野浩(HiroshiAmano)，以及先后受聘于日亞化學(xué)(NichiaChemicals)、加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的美籍日裔科學(xué)家中村修二(ShujiNakamura)。

        從日亞化學(xué)這個公司就可以看出，本屆諾貝爾物理獎與發(fā)光二極管有關(guān)，日亞化學(xué)是一家位于日本四國地方東北部德島市的公司，以研制新型高效節(jié)能的LED燈為主，這三位科學(xué)家的研究方向都為藍色發(fā)光二極管，旨在讓全人類用上更加節(jié)能LED燈。

        相比較傳統(tǒng)的人造光源而言，LED燈需要較少的能量就可以達到同等效果，高效節(jié)能的LED燈有助于節(jié)約地球資源

        藍色發(fā)光二極管是一種環(huán)境友好型的光源，日本科學(xué)家認為21世紀(jì)是LED燈的世界，而20世紀(jì)則屬于白熾燈泡，在過去的半個世紀(jì)左右的時間，紅色和綠色的發(fā)光二極管在北美等發(fā)達國家和地區(qū)大量使用，但藍色發(fā)光二極管是真正的革命性照明技術(shù)。

        為了研究藍色發(fā)光二極管，全世界的專業(yè)人員都為此奮斗了數(shù)十年，盡管這個研究方向存在高風(fēng)險，但回報也是非常巨大的，我們可以將照明技術(shù)提升到新的高度。因此將諾貝爾物理獎授予三位在此領(lǐng)域有著突出貢獻的科學(xué)家是理所當(dāng)然的，阿爾弗雷德·諾貝爾獎的得主應(yīng)當(dāng)帶領(lǐng)人類文明的進步，這項技術(shù)讓我們擁有更高效、持久的光源。

        發(fā)光二極管包括多層半導(dǎo)體材料，根據(jù)LED燈的工作原理，電會轉(zhuǎn)換為光子，相當(dāng)于其他光源而言提高了照明效率，傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)比如白熾燈會將大部分的電能轉(zhuǎn)換為熱量，只有少量轉(zhuǎn)換為光子，顯然這樣的照明系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率非常低。

        白熾燈、鹵素?zé)舻墓ぷ髟�理都是基于電加熱，電流通過金屬絲后使其發(fā)光，許多能量就被浪費在了電熱做功上。熒光燈的原理則與白熾燈、鹵素?zé)舨煌�，它通過氣體放電來產(chǎn)生光和熱，其能量損失會小于白熾燈，因此也被稱為低能量燈泡，但是在LED燈問世后“低能量燈泡”似乎就不屬于熒光燈了。

        新的LED燈技術(shù)需要更少的能量并釋放出更強大的光源，至少在轉(zhuǎn)換率上會有明顯的提升，當(dāng)今世界的電力消耗有近四分之一用于照明，如果全部使用高效節(jié)能的LED燈，那么可以節(jié)約地球資源，反饋到經(jīng)濟效益上是非常明顯的，LED燈不僅持久性強，照明效率也更高，通常情況下按白熾燈工作壽命1000小時算，超過這個時間后燈絲就被燒壞，而熒光燈的點亮?xí)r間為1萬小時，是白熾燈的10倍，那么LED燈的持久性更好，可以達到10萬小時，從而大大降低了材料的損耗。

        1986年，赤崎勇和天野浩首次完成高品質(zhì)氮化鎵晶體的研發(fā)，其制備的方法是通過在藍寶石襯底上涂上氮化鋁，從而得到高質(zhì)量的氮化鎵，幾年后他們再次在LED光源p型層的研發(fā)領(lǐng)域取得了突破，通過掃描電鏡的實驗，他們發(fā)現(xiàn)這種材料的發(fā)光效率更好，1992年時他們已經(jīng)能夠制造出散發(fā)出耀眼藍光的二極管。而中村修二的研發(fā)之路也在1988年左右，他也成功制造出高品質(zhì)的氮化鎵，到了20世紀(jì)90年代，這兩個研究小組進一步提升了藍色LED光源的照明效率，并發(fā)明了一種藍色激光器，用來切割出更加“鋒利”的光束，由于藍光的波長短，因此相同的區(qū)域內(nèi)可以存儲更多的信息，從而制造出更強大的激光打印機、液晶電視、電腦、手機等。

        可以預(yù)見，藍色LED技術(shù)的進步將是21世紀(jì)照明領(lǐng)域的一場革命，未來我們將通過這項技術(shù)產(chǎn)生出與自然光接近的光源，這有利于我們生物鐘的調(diào)節(jié)，因此該技術(shù)可以用于溫室栽培，甚至是未來的火星定居點，人造光源模擬自然光能夠讓宇航員進入更遙遠的深空。對于地球上的居民而言，價格更低、更高效的LED燈可以讓更多人獲得照明，因為地球上還有15億人居住的區(qū)域沒有被電網(wǎng)覆蓋，由此可見這三位科學(xué)家的研究成果對人類文明的貢獻是巨大的。