A kék LED kapta a fizikai Nobel-díjat

Alfred Nobel azzal a céllal alapította meg a díjat, hogy az emberiséget leginkább segítő és előre vivő találmányokat és felfedezéseket honorálhassák. Az évek során azonban a Nobel egyfajta általános szuperdíjjá vált az egyes tudományterületeken: el lehet egy vitatkozni azon, hogy például a Higgs-bozon leírása mennyire vitte előbbre a mindennapokat.

Balról: Akasaki, Amano és Nakamura. Forrás: nobelprize.org.

 

Idén viszont a Svéd Királyi Tudományos Akadémia visszanyúlt a gyökerekhez. Két japán és egy amerikai japán kutató, Isamu Akasaki (Meijo University/Nagoya University, Nagoya) Hiroshi Amano (Nagoya University) és Shuji Nakamura (University of California, Santa Barbara) kapta a díjat. A három kutató a kilencvenes évek elején fedezte fel, hogyan lehet olyan félvezetőket készíteni, amelyek kék fényt bocsátanak ki.

Az első fénykibocsátó diódákat (Light-Emitting Diode), vagyis ledeket a hatvanas években készítették. Ezek még csak infravörös fényt voltak képesek létrehozni: a mai napig ilyen található például a távirányítókban. A kutatók lassan haladtak felfelé fényerőben és a hullámhossz-skálán is: megjelentek a vörös, majd zöld ledek is. A kék azonban nem adta magát, kék komponens nélkül pedig fehér fényt sem lehet előállítani. A feladványt végül a három japán kutató oldotta meg. Akkoriban Akasaki és Amano a nagoyai egyetemen dolgoztak, Nakamura pedig egy kis japán cégnél, a Nichia Chemicalsnál. Bár voltak korábban is próbálkozások, az 1993-ban, a Nichia által bemutatott, gallium-nitrid-alapú kék ledek voltak az elsők, amelyek nagy fényerőt voltak képesek előállítani. Húsz évvel ezelőtti felfedezésükkel végre megnyílt az út a kombinált (vörös+zöld+kék), fehér fényt adó ledek előállítása előtt. Érdekesség, hogy Nakamura 2000-ben kivándorolt az Egyesült Államokba, és később beperelte korábbi munkaadóját a kék ledek felfedezéséért kapott juttatásai miatt. A Nichia végül 840 millió jent (7,6 millió dollárt) fizetett ki neki.

Balra fent: a ledek általános működési elve. A feszültség hatására elektronok áramlanak az n- és p-típusú félvezetők között, az energiakülönbséget pedig fotonként sugározzák ki. Alul: egy kék led felépítése. Forrás: Johan Jamestad/RSAS.

 

Az izzószálas égők voltak a huszadik század egyik jelképe. A huszonegyediké, a svéd akadémia indoklása szerint, a fehér ledek lesznek: ezek sokkal hosszabb élettartamúak és kisebb fogyasztásúak, mint az izzók voltak, és folyamatosan fejlődik a fényerejük és a hatásfokuk is. A Föld áramfelhasználásának körülbelül negyede világításra megy el, nagyon nem mindegy tehát, mennyire hatékony berendezéseket használunk hozzá. Sőt, elmaradottabb területeken, ahol bizonytalan a hozzáférés a nagy áramellátó hálózatokhoz, a ledek akár helyben gyűjtött napenergiával is működtethetőek. A hosszú élettartam miatt jóval kevesebb nyersanyagot követelnek, mintha izzókkal világítanánk ugyanannyit. Az ilyen fejlesztések kulcsfontosságúak az emberiség jövője szempontjából – pont, ahogy azt Nobel is megálmodta.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.