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藍色發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)二極管(guan)，即藍光(guang)(guang)(guang)LED，是(shi)能發(fa)(fa)(fa)出藍光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)二極管(guan)，其(qi)發(fa)(fa)(fa)明(ming)獲譽為“愛迪生(sheng)之后的(de)(de)(de)第二次照明(ming)革命”。藍光(guang)(guang)(guang)LED的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)明(ming)，使得(de)人類湊齊能發(fa)(fa)(fa)出三原色光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)LED，得(de)以用LED湊出足夠亮的(de)(de)(de)白(bai)光(guang)(guang)(guang)。白(bai)光(guang)(guang)(guang)LED燈的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)明(ming)，大(da)幅提高(gao)了人類的(de)(de)(de)照明(ming)效(xiao)率。

2014年，日(ri)本名古屋大學(xue)(xue)和(he)名城大學(xue)(xue)教授(shou)(shou)赤崎(qi)勇(yong)、名古屋大學(xue)(xue)教授(shou)(shou)天野浩和(he)美國加利福尼(ni)亞大學(xue)(xue)教授(shou)(shou)中村(cun)修(xiu)二因“發(fa)明高亮度藍(lan)色發(fa)光(guang)二極(ji)管，帶來了節能(neng)明亮的白色光(guang)源”共同獲得當年的諾貝爾物理學(xue)(xue)獎。

發現歷程

1971年，雅克·彭哥芬（Jacques Pankove）和艾德(de)·米勒（Ed Miller）兩人論證了(le)(le)用(yong)摻(chan)鋅（Zn）的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)（GaN）制(zhi)造出(chu)(chu)藍光(guang)(guang)(guang)LED的(de)可(ke)能性——盡管隨后他(ta)們造出(chu)(chu)的(de)第一個(ge)用(yong)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)制(zhi)成的(de)LED是發(fa)綠光(guang)(guang)(guang)的(de)。1972年，斯坦福大學(xue)的(de)赫(he)伯·馬洛斯卡（Herb Maruska）與威利·懷(huai)恩斯（Wally Rhines），以(yi)(yi)及該(gai)校的(de)材料(liao)(liao)科學(xue)與工程學(xue)博士研究生們研發(fa)出(chu)(chu)了(le)(le)第一種(zhong)能發(fa)出(chu)(chu)藍紫光(guang)(guang)(guang)的(de)LED。這種(zhong)LED的(de)材料(liao)(liao)為(wei)摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)。。1974年，美國專利局(ju)將(jiang)上(shang)述成果的(de)專利權授予了(le)(le)Maruska，Rhines和斯坦福大學(xue)教授大衛·史蒂文森。直到(dao)今天，摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)都(dou)仍然是所有商(shang)用(yong)藍光(guang)(guang)(guang)LED和激(ji)光(guang)(guang)(guang)二極管的(de)基礎材料(liao)(liao)。但(dan)是，用(yong)摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)制(zhi)造出(chu)(chu)的(de)藍光(guang)(guang)(guang)二極管發(fa)出(chu)(chu)的(de)光(guang)(guang)(guang)太弱，不(bu)(bu)足(zu)以(yi)(yi)投入實際使用(yong)。而且，隨后關(guan)于(yu)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)元件的(de)研究也遲(chi)遲(chi)未能獲得突破(po)。1989年8月，Cree公司推出(chu)(chu)的(de)第一款商(shang)用(yong)藍光(guang)(guang)(guang)LED使用(yong)的(de)材料(liao)(liao)就(jiu)不(bu)(bu)是氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)，而是一種(zhong)間接(jie)帶隙半導體碳化(hua)(hua)硅（SiC）。這種(zhong)藍光(guang)(guang)(guang)LED效率極低，甚至不(bu)(bu)能達到(dao)0.03%。

1980年(nian)代(dai)初(chu)，在日本名古(gu)屋大(da)學，已是年(nian)過五旬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)赤(chi)崎(qi)勇(yong)帶著(zhu)學生(sheng)天野(ye)浩(hao)重啟了有關氮(dan)(dan)化鎵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究。1986年(nian)，他們成功制出了以(yi)前被認為不可能制造出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)化鎵晶體。1989年(nian)，他們發現這將電(dian)流通入晶體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)話，后者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發光(guang)可以(yi)得到增強。隨后，日亞化學工(gong)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)員(yuan)工(gong)中(zhong)村修(xiu)二注意到了赤(chi)崎(qi)勇(yong)師(shi)徒(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究成果。他順(shun)著(zhu)師(shi)徒(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究方向，最終在1993年(nian)制出了高亮度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)藍(lan)光(guang)LED。2014年(nian)，藍(lan)光(guang)LED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發明人中(zhong)村修(xiu)二與天野(ye)浩(hao)與赤(chi)崎(qi)勇(yong)獲得了該年(nian)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)諾貝爾物理學獎(jiang)。

原理

1980年代后期的(de)(de)兩項突破為藍光LED的(de)(de)發明奠定的(de)(de)基礎——一(yi)項是(shi)氮(dan)化鎵(jia)外延技術的(de)(de)發展(zhan)，另外一(yi)項是(shi)P型(xing)半(ban)導體的(de)(de)摻(chan)入。藍光LED包含數種不(bu)同的(de)(de)氮(dan)化鎵(jia)（GaN）層。中村修二在其(qi)中摻(chan)入了銦(yin)（In）和鋁(lv)（Al），使得(de)其(qi)照明效率大幅提高(gao)。

意義及爭議

藍光LED的(de)發(fa)(fa)明(ming)，使得(de)(de)(de)人類(lei)得(de)(de)(de)以用LED湊出足夠亮的(de)白光。而發(fa)(fa)白光LED的(de)效(xiao)率(lv)比白熾(chi)燈要(yao)高上(shang)不少。白光LED促成(cheng)了(le)各種(zhong)LED顯示屏的(de)發(fa)(fa)明(ming)，也促進了(le)照明(ming)效(xiao)率(lv)的(de)提高。特別是，后(hou)者使得(de)(de)(de)人類(lei)降低碳排放(fang)、對抗氣候變遷成(cheng)為可能。

但是，也(ye)有人擔心藍光(guang)LED發出的藍光(guang)可能(neng)對人眼造(zao)成危(wei)害。因為藍光(guang)可能(neng)導(dao)致黃斑變性。

專利問題

赤崎勇在名古屋大學(xue)擔任教授時將研(yan)究(jiu)成果申請了(le)專(zhuan)利，為(wei)名古屋大學(xue)帶來了(le)大約14億日元以上的(de)專(zhuan)利收入。2006年，名古屋大學(xue)為(wei)了(le)表彰赤崎勇教授的(de)研(yan)究(jiu)成就，在校內建造了(le)赤崎紀(ji)念(nian)研(yan)究(jiu)館，用(yong)于各(ge)項研(yan)究(jiu)工作。

藍光LED的(de)發明人中村修二(er)(er)的(de)專(zhuan)利權(quan)曾(ceng)一度被日亞(ya)化(hua)學工業(ye)剝奪。而他得到的(de)獎金僅(jin)有2萬日元(yuan)。無(wu)奈(nai)的(de)中村修二(er)(er)只(zhi)得把(ba)日亞(ya)化(hua)學告(gao)上法(fa)庭。最終(zhong)(zhong)，法(fa)院裁(cai)決日亞(ya)化(hua)學應賠償中村修二(er)(er)200億日元(yuan)。這(zhe)一結果曾(ceng)一度震驚日本社會(hui)。但是(shi)，日亞(ya)化(hua)學卻不(bu)服判決，提出上訴。在數年(nian)的(de)拉(la)鋸戰后(hou)，法(fa)院最終(zhong)(zhong)裁(cai)定日亞(ya)化(hua)學賠償中村修二(er)(er)8.4億日元(yuan)。中村修二(er)(er)最終(zhong)(zhong)也只(zhi)得接(jie)受(shou)這(zhe)一判決結果。