Нобелевская премия по физике 2014 года присуждена за изобретение синих светодиодов.

Cветодиодные лампочки

В этом году Нобелевская премия по физике присуждена трем японским исследователям источников света. Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамура награждаются за разработку синих светодиодов – ярких и экономичных источников освещения. Об этом на прошлой неделе сообщил представитель Шведской Королевской академии наук.

В 1990-х годах исследователи разработали светодиоды синего цвета. Красные и зеленые диоды были разработаны уже давно, но синих получить не удавалось, а для получения белого цвета необходимо было соединить красный, зеленый и синий цвета. Благодаря разработке синих светодиодов стало возможно изготавливать светодиодные лампы с белым светом, которые быстро завоевали рынок источников освещения.

«20 век освещали лампы накаливания, 21 век будут освещать светодиоды», написал представитель Нобелевского комитета в пресс-релизе, посвященном премии по физике. Преимущество светодиодов состоит в том, что для выработки света затрачивается намного меньше энергии, чем в лампах накаливания или галогеновых лампах. Если лампа накаливания вырабатывает 12 люмен (мера интенсивности света) на ватт, светодиод производит около 300 люмен на ватт.

В Нобелевском комитете отметили, что это изобретение как раз в духе Альфреда Нобеля – ведь оно имеет большое значение для всего человечества.

Поиск полупроводников для синих светодиодов

Долгое время ученые не могли найти полупроводники для изготовления синих (т.е. с очень малой длиной волны) светодиодов. Полупроводники, из которых делались синие светодиоды, не позволяли, как в случае кремния, получать большие кристаллы из расплавленного вещества.

В 1980-х Акасаки и Амано, а также преподававший в то время в США Накамура обнаружили, что для создания синих светодиодов подходит нитрид галлия. Однако производство нитрида галлия долгое время было затруднено – наложение кристаллических слоев занимало много часов, а структура материала получалась различной, из-за чего нельзя было получить одинаковый цвет светодиодов.

Изготовление чистого кристалла нитрида галлия

В 1986 году Акасаки и Амано впервые удалось вырастить кристалл нитрида галлия на подложке из нитрида алюминия. Выращенные таким образом кристаллы были достаточно чистыми, чтобы их можно было использовать в светодиодах. Через несколько лет оба исследователя уже могли получать слои нитрида галлия, легированные примесями р-типа.

В 1990 году Накамура независимо от двух других исследователей разработал свой способ выращивания чистых кристаллов нитрида галлия. Он выращивал кристаллический слой на подложке при пониженных температурах, а затем постепенно повышал температуру. В 1993 году он представил свой первый синий светодиод на основе нитрида галлия, а еще через два года – первый фиолетовый лазерный диод.

Торжественное вручение премии состоится 10 декабря, в день смерти Альфреда Нобеля.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?