藍色發光二極體

藍色發光二極體，即藍光LED，是能發出藍光的發光二極體，其發明獲譽為“愛迪生之後的第二次照明革命”。藍光LED的發明，使得人類湊齊能發出三原色光的LED，得以用LED湊出足夠亮的白光。白光LED燈的發明，大幅提高了人類的照明效率。

2014年，日本名古屋大學和名城大學教授赤崎勇、名古屋大學教授天野浩和美國加利福尼亞大學教授中村修二因“發明高亮度藍色發光二極體，帶來了節能明亮的白色光源”共同獲得當年的諾貝爾物理學獎。

基本介紹

• 中文名：藍色發光二極體
• 用途：照明、廣告燈、指引燈、螢幕
• 材料：氮化鎵
• 分類：發光二極體

發現歷程

1971年，雅克·彭哥芬（Jacques Pankove）和艾德·米勒（Ed Miller）兩人論證了用摻鋅（Zn）的氮化鎵（GaN）製造出藍光LED的可能性——儘管隨後他們造出的第一個用氮化鎵製成的LED是發綠光的。1972年，史丹福大學的赫伯·馬洛斯卡（Herb Maruska）與威利·懷恩斯（Wally Rhines），以及該校的材料科學與工程學博士研究生們研發出了第一種能發出藍紫光的LED。這種LED的材料為摻鎂（Mg）的氮化鎵。。1974年，美國專利局將上述成果的專利權授予了Maruska，Rhines和史丹福大學教授大衛·史蒂文森。直到今天，摻鎂（Mg）的氮化鎵都仍然是所有商用藍光LED和雷射二極體的基礎材料。但是，用摻鎂（Mg）的氮化鎵製造出的藍光二極體發出的光太弱，不足以投入實際使用。而且，隨後關於氮化鎵元件的研究也遲遲未能獲得突破。1989年8月，Cree公司推出的第一款商用藍光LED使用的材料就不是氮化鎵，而是一種間接帶隙半導體碳化矽（SiC）。這種藍光LED效率極低，甚至不能達到0.03%。

藍色LED發明者獲得2014年諾貝爾物理學獎

名古屋大學的師徒，赤崎勇和天野浩

1980年代初，在日本名古屋大學，已是年過五旬的赤崎勇帶著學生天野浩重啟了有關氮化鎵的研究。1986年，他們成功制出了以前被認為不可能製造出的氮化鎵晶體。1989年，他們發現這將電流通入晶體的話，後者的發光可以得到增強。隨後，日亞化學工業的員工中村修二注意到了赤崎勇師徒的研究成果。他順著師徒的研究方向，最終在1993年制出了高亮度的藍光LED。2014年，藍光LED的發明人中村修二與天野浩與赤崎勇獲得了該年度的諾貝爾物理學獎。

原理

1980年代後期的兩項突破為藍光LED的發明奠定的基礎——一項是氮化鎵外延技術的發展，另外一項是P型半導體的摻入。藍光LED包含數種不同的氮化鎵（GaN）層。中村修二在其中摻入了銦（In）和鋁（Al），使得其照明效率大幅提高。

意義及爭議

藍光LED的發明，使得人類得以用LED湊出足夠亮的白光。而發白光LED的效率比白熾燈要高上不少。白光LED促成了各種LED顯示屏的發明，也促進了照明效率的提高。特別是，後者使得人類降低碳排放、對抗氣候變遷成為可能。

但是，也有人擔心藍光LED發出的藍光可能對人眼造成危害。因為藍光可能導致黃斑變性。

專利問題

藍光LED的發明人中村修二的專利權曾一度被日亞化學工業剝奪。而他得到的獎金僅有2萬日元。無奈的中村修二只得把日亞化學告上法庭。最終，法院裁決日亞化學應賠償中村修二200億日元。這一結果曾一度震驚日本社會。但是，日亞化學卻不服判決，提出抗訴。在數年的拉鋸戰後，法院最終裁定日亞化學賠償中村修二8.4億日元。中村修二最終也只得接受這一判決結果。