發明藍光LED照亮21世紀 日本三傑奪諾貝爾物理獎

 
圖片來源：香港文匯報

耐用又節能的燈泡、能儲存大量數據的藍光碟、色彩鮮艷的電視和手機屏幕......這些現代人習以為常的科技，全繫於藍光發光二極管(LED)的誕生。日本科學家赤崎勇、天野治和美籍日裔科學家中村修二，在1990年代取得突破，成功開發藍光LED，為之後研發具廣泛應用的白光LED作出關鍵貢獻，3人昨日共同獲頒本年度諾貝爾物理學獎。

香港《文匯報》綜合外電消息，瑞典皇家科學院昨日讚揚3人發明出高效的藍光LED，為創造光亮和節能的白色光源打開大門。3人將會瓜分800萬瑞典克朗(約864萬港元)獎金，亦是自2008年以來，再次有日本人獲頒物理諾獎。

諾獎評審委員會指出，雖然藍光LED只有20年歷史，但已徹底改寫照明科技，令全球得以受惠。由於LED能把電力直接轉換成光，相比部分能源會轉成熱能的傳統白熾燈泡和熒光燈泡，LED不僅發光效率更高、耐用和環保，亦較含有水銀劇毒的舊式慳電膽安全得多。然而要製造出能發出白光的LED，背後走過一段相當轉折的研發路途。

LED由幾層半導體物質構成，大致可分為p層、n層和夾在中間的主動層。當施加電壓時，n層的電子跟p層的電洞會移向主動層，兩者結合時便會釋放光能。而光的顏色則取決於使用了哪種半導體物質。

早於1907年，科學家已成功利用半導體製造光源，但要到1960年代初，才首次製造出亮度足夠作實際用途的紅光LED。科學家其後再成功製造綠光LED，並致力研發藍光LED，湊成三原色以混合成白光。然而科學家在此遭遇了意想不到的困難，主要是能發出藍光的物料，難以製成半導體，結果要等待接近30年才迎來突破。

赤崎和天野無懼失敗，在經歷無數次嘗試後，終在1980年代末期，以高質氮化鎵結晶製成半導體的p層，並在1992年研發出首個藍光LED。中村則在幾乎同一時期，同樣用氮化鎵結晶製成藍光LED，且製造方法要較赤崎和天野更簡單和便宜。兩人的研究小組其後不斷改進藍光LED的效率，更發明出用LED產生藍色激光，為今日的藍光碟儲存技術奠基。

諾獎評審委員會稱，藍光LED的誕生一口氣擴闊了LED的潛在應用範疇，例如紫外線LED可用於消毒食水、可變色LED能用於溫室種植等。此外，LED燈泡耗電量低，意味沒連到電網的家庭，也可透過太陽能儲存裝置使用LED燈泡，可望改善逾15億人的生活質素。

LED改寫人類照明技術，被譽為20世紀最偉大發明之一，但當時科學家多次嘗試研發藍光LED均無功而還，不少人更因此氣餒而放棄。赤崎勇昨日在記者會上表示，當時經常有人對他說，藍光LED不會在20世紀開花結果，「不過我從沒這樣認為，我只是從事想做的事。」

赤崎對獲獎感到無比榮幸，又感謝松下電器研究所、名古屋大學和名城大學的同僚，認為自己不是單獨達成這項成就。他又寄語新一代科學研究員選擇研究題材時，不應只追隨潮流，而是選擇自己最想做的事，這樣即使短期內沒有成果，也不會輕言放棄。 (接下頁)

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據天野浩任職的大學網頁介紹，他自認學生時代討厭學習，不明白有何意義，直至接觸到赤崎勇及藍光LED的研究後，才醒覺到學習目的是要造福人群，自此醉心科研工作。

中村修二畢業後曾進入日亞化學工業公司任職，其間成功開發藍光LED而聲名大噪，被譽為「藍光LED之父」。他昨日發表聲明稱，「看到自己的LED照明夢想成真感到十分滿足」，希望LED節能燈泡能有助減少能源使用和降低全球各地的照明成本，又稱接到得獎電話時感到難以置信。

物理學往往予人高深莫測、虛無縹緲的印象，例如去年得獎的「上帝粒子」，不過今次得獎研究卻相對實在，而且對世界的貢獻十分明顯。美國馬里蘭大學聯合量子研究所物理學家舍韋認為，今次諾獎頒予藍光LED的研究，有助向公眾顯示物理學並非只是探究宇宙奧秘，也能為人類日常生活作出實際貢獻。

全球科學界高度讚揚今次獲獎研究的貢獻。美國物理聯合會行政總裁迪拉指出，藍光LED不僅展示了對物理學的基礎認識，更急速改變人類在家中、街上或辦公室內製造光源的方法。英國物理學會形容藍光LED以「最大的規模直接影響人們生活」，除了在日常電子裝置上出現，還有助保護環境。

環保組織綠色和平亦歡迎藍光LED得獎，認為這種有助達致可持續未來的技術應值得表揚和讚賞。紐約州倫斯勒理工學院照明研究中心研究總監納倫德蘭指出，目前美國據估計有10%照明是來自LED光源，隨著有關成本逐漸下降，預期未來5年內很可能突破30%。

赤崎勇 (85歲)

出生地：日本鹿兒島縣

背景：京都大學化學系畢業，曾任職松下電器東京研究所基礎研究室長，現任名城大學終身教授及名古屋大學特別教授。

天野浩 (54歲)

出生地：日本靜岡縣

背景：名古屋大學電子工學科畢業，曾與赤崎勇共同研發藍光LED，現任名城大學及名古屋大學教授。
 
中村修二 (60歲)

出生地：日本愛媛縣

背景：

-現為美國公民，任職美國加州大學聖巴巴拉分校教授、日本愛媛大學客席教授。

-日本德島大學電氣工學科畢業後，進入日亞化學工業公司任職，其間成功開發藍光LED而聲名大噪，但直至他1999年離開公司，日亞並未因此向他支付任何報酬。2004年，東京地區法院裁定，日亞要向中村支付破紀錄的200億日圓(約14.3億港元)，雙方翌年以8.4億日圓(約6,021萬港元)和解。

 
資料來源：香港文匯報