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發明藍光二極體 3日本科學家奪諾貝爾物理學獎

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2014年諾貝爾物理學獎得主7日揭曉,兩名日本科學家赤崎勇、天野浩和一名美籍日裔科學家中村修二因為「發明具效能的藍色發光二極體(blue light-emitting diodes,藍光LED),催生出高亮度、節能的白光光源」共享殊榮,均分800萬瑞典克朗獎金。日本諾貝爾獎得主人數上升至22人,其中10人獲得物理學獎,顯示日本在物理學領域的實力。

赤崎勇現年85歲,名古屋大學工學博士,曾服務於神戶工業(現富士通天)、名古屋大學、松下電器等單位,現任名城大學終身教授、名古屋大學特聘教授。赤崎勇長期被日本媒體看好問鼎諾貝爾物理學獎,他開發出氮化鎵結晶化技術,並完成世界第一個高亮度的藍光LED。名古屋大學東山校區特別開闢「赤崎記念研究館」以紀念其貢獻。

天野浩現年54歲,是赤崎勇的學生,名古屋大學工學博士,專長半導體器件製造,現任名城大學、名古屋大學教授。

中村修二現年60歲,德島大學工學碩士,現任美國加州大學聖芭芭拉分校教授、日本愛媛大學客座教授。中村修二長期任職日亞化學工業公司(Nichia Chemicals),投入藍光LED研發,後來因為專利權問題與公司對簿公堂,2005年雙方和解,日亞化學支付中村修二8億4000萬日圓。

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瑞典皇家科學院(Royal Swedish Academy of Sciences)指出,今年的3位得主「以新光源照亮了世界」。白熾燈泡為20世紀提供照明,21世紀則輪到發光二極體(LED)大放光明,其中關鍵就在於藍光LED。藍光LED是一種節能且環保的光源,有了藍光發光二極體後,白光LED也隨即問世,讓今日世人得以享有更持久、更節能的照明方式。

1990年代初期,紅光與綠光LED已行之有年,但是因為獨缺藍光,因此白光LED遲遲無法開發出來。突破這個困境的正是赤崎勇、天野浩與中村修二。赤崎勇與天野浩在名古屋大學攜手合作,中村修二在德島市的日亞化學獨力研發,做出革命性的貢獻。

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白光LED燈泡的能源效益遠高於傳統的白熾燈泡與日光燈管,而且不斷提升,目前最高記錄是每瓦300流明(300 lm/W),相較之下,一般白熾燈泡只有每瓦16 流明,日光燈管頂多每瓦70流明。全球發電約1/4用於照明,因此LED可以為地球省下大量的資源。

而且白光LED燈泡使用壽命也更長,可以維持10萬個小時,遠超過白熾燈泡的1000小時與日光燈管的1萬小時,有助於減少材料的消耗。另一方面,全球目前約有15億人的居住地區沒有輸電網路,推廣用太陽能發電就可以維持的白光LED燈泡,能夠改善他們的生活品質,

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白光LED造福人類不淺,這都要感謝20年前問世的藍光LED,也就是3位日本科學家赤崎勇、天野浩與中村修二的卓越發明。

全球15億人從中受益

「他們的發明具有革命性,」評選委員會的聲明說,「白熾燈點亮了20世紀,21世紀將由LED燈點亮。」

根據研究數據,多數高級LED燈的能耗可以低至普通燈泡的不到二十分之一,但耐久度分別是熒光燈和白熾燈的10倍和100倍,且照明效果更加穩定。

因為全球發電總量的大約四分之一用於照明目的,LED燈的面世對節省全球資源貢獻不小。如今,不少國家正推動向LED照明領域轉變,以節省更多照明所需的電力乃至資源。

評選委員會還認為,LED燈對電力的要求非常低,依靠當地低成本的太陽能便可使用。這種新型光源的問世為全球15億未能受益於電網的人口帶來了更高生活品質。

馬里蘭大學聯合量子研究所物理學家菲利普·舍韋說,LED照明研究獲獎,說明物理學研究可以帶來實實在在的益處,而不僅僅是探索宇宙的奧秘。

曾有多少人共享諾貝爾物理學獎?

47位科學家曾獨享諾貝爾物理學獎的殊榮,而有31次是由兩人共享、29次是由三人共享。獎金總額由兩個獲獎者均分,但最多不超過三人。

有多少女性獲得這一獎項?

195名獲獎者中,只有兩位是女性。一位是聞名世界的居里夫人,她在1903年獲得這一獎項,1911年她還獲得過諾貝爾化學獎。另一位是德裔美國物理學家瑪麗亞-格佩特-梅耶,她在1963年獲得這一獎項。■

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