Нобелевская премия по физике — 2014
Обладателями Нобелевской премии стали ученые, которые изобрели синие светодиоды, позволяющие создать белый энергосберегающий свет
07.10.2014
4 686
© Алиса Сербиненко / ПостНаука
Нобелевская премия по физике 2014 года досталась ученым Исаму Акасаки (Япония), Хироси Амано (Япония) и Сюдзи Накамуре (США). Как объявил Нобелевский комитет, награда вручена «за изобретение эффективных синих светодиодов, обеспечивающих яркие и энергосберегающие источники белого света».
Проблема твердотельных синих источников света давно стояла перед многими лабораториями. Источники других цветов были получены давно, но источник синего долгое время не удавалось получить. И только в начале 90-х случится прорыв, был найден материал нитрид галлия (GaN), использовать который в чистом виде стали в своих разработках Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамура.
Белый цвет получается смешением трех цветов: красного, зеленого и синего. Для этого необходимо иметь все 3 цвета, но синего как раз не хватало. Еще одна особенность синего цвета заключается в том, что из него можно получить любой другой. Из красного и зеленого такое сделать нельзя, поскольку синий свет обладает наиболее короткой длиной волны. Из коротковолнового излучения можно достаточно легко получить длинноволновый свет. Поэтому если есть синий светодиод, то можно получить любые цвета, в том числе и белое освещение. Это действительно революция в источниках освещения.
Емкость компактных дисков фундаментально ограничена длиной волны света, который используется для записи информации. Чем короче длина волны, тем меньшую точку, соответствующую одному биту информации, можно поставить на диск. Соответственно, если уменьшить длину волны, то на ту же болванку можно поместить существенно больше информации. Технология Blu-ray Disc как раз основана на синих диодах, которые позволяют улучшить и качество, и объем информации, которую можно разместить на единицу площади.
Еще одним направлением применения изобретения Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуры является освещение. Все светодиодные фонарики, проекторы, которые появились в последнее время, как раз сделаны именно на таких синих диодах. У светодиода эффективность преобразования электричества в свет намного выше, чем у других источников, то есть у ламп накаливания и люминесцентных ламп. Поэтому, используя эту технологию, можно тратить намного меньше энергии. Пока с точки зрения коммерческого успеха такие источники являются достаточно дорогими, они на порядок выше ценой, чем обычная лампа. Но их стоимость каждый год снижется, и, по всей видимости, это станет коммерчески оправданным решением проблемы энергосбережения. Светодиоды более долговечны по сравнению с лампами, их ресурс составляет десятки тысяч часов. Они могут служить десятки лет, и, несмотря на более высокую цену, он будет светить, когда обычная лампа перегорит.