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藍色發(fa)(fa)(fa)(fa)光(guang)二極管，即藍光(guang)LED，是(shi)能發(fa)(fa)(fa)(fa)出藍光(guang)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)光(guang)二極管，其(qi)發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)獲譽為(wei)“愛迪生(sheng)之后的(de)(de)第二次照明(ming)革(ge)命(ming)”。藍光(guang)LED的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)，使得人類(lei)湊齊能發(fa)(fa)(fa)(fa)出三原色光(guang)的(de)(de)LED，得以(yi)用LED湊出足夠亮(liang)的(de)(de)白(bai)光(guang)。白(bai)光(guang)LED燈(deng)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)明(ming)，大(da)幅提高了人類(lei)的(de)(de)照明(ming)效率(lv)。

2014年，日本名古屋大學(xue)和名城(cheng)大學(xue)教授(shou)赤崎勇(yong)、名古屋大學(xue)教授(shou)天野浩和美國(guo)加利(li)福(fu)尼(ni)亞大學(xue)教授(shou)中村修二因(yin)“發明高亮(liang)度藍(lan)色(se)發光二極(ji)管，帶來了節能明亮(liang)的白色(se)光源(yuan)”共同獲得(de)當年的諾貝爾物理學(xue)獎。

發現歷程

1971年，雅克·彭哥芬（Jacques Pankove）和(he)艾德·米勒(le)（Ed Miller）兩(liang)人論證(zheng)了(le)用(yong)摻(chan)鋅（Zn）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)化鎵(jia)(jia)（GaN）制造(zao)出(chu)藍(lan)光(guang)(guang)LED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)性——盡管隨(sui)后(hou)他們造(zao)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一個(ge)用(yong)氮(dan)化鎵(jia)(jia)制成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LED是(shi)發綠光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。1972年，斯(si)坦福大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)赫伯·馬洛(luo)斯(si)卡（Herb Maruska）與(yu)威利·懷恩(en)斯(si)（Wally Rhines），以及該校的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)科學(xue)(xue)與(yu)工程學(xue)(xue)博士研究生們研發出(chu)了(le)第一種(zhong)能(neng)(neng)(neng)發出(chu)藍(lan)紫光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LED。這種(zhong)LED的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)為摻(chan)鎂（Mg）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)化鎵(jia)(jia)。。1974年，美(mei)國(guo)專利局將上述成果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利權授予了(le)Maruska，Rhines和(he)斯(si)坦福大學(xue)(xue)教(jiao)授大衛·史蒂(di)文森。直到今天，摻(chan)鎂（Mg）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)化鎵(jia)(jia)都仍(reng)然是(shi)所有商用(yong)藍(lan)光(guang)(guang)LED和(he)激光(guang)(guang)二(er)極管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎材(cai)料(liao)。但是(shi)，用(yong)摻(chan)鎂（Mg）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)化鎵(jia)(jia)制造(zao)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)藍(lan)光(guang)(guang)二(er)極管發出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)太弱，不足以投入實際(ji)使用(yong)。而(er)且，隨(sui)后(hou)關于氮(dan)化鎵(jia)(jia)元件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究也遲遲未能(neng)(neng)(neng)獲得(de)突破(po)。1989年8月，Cree公(gong)司推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一款商用(yong)藍(lan)光(guang)(guang)LED使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)就不是(shi)氮(dan)化鎵(jia)(jia)，而(er)是(shi)一種(zhong)間接帶(dai)隙半導(dao)體碳化硅（SiC）。這種(zhong)藍(lan)光(guang)(guang)LED效(xiao)率極低，甚至不能(neng)(neng)(neng)達(da)到0.03%。

1980年(nian)(nian)代初，在(zai)(zai)日本名古(gu)屋大學，已是年(nian)(nian)過(guo)五旬的(de)赤(chi)崎勇(yong)帶(dai)著學生天野(ye)浩(hao)重啟(qi)了(le)有關氮化(hua)鎵的(de)研究(jiu)(jiu)。1986年(nian)(nian)，他們成功制(zhi)出(chu)(chu)了(le)以前被(bei)認為不可能制(zhi)造出(chu)(chu)的(de)氮化(hua)鎵晶體。1989年(nian)(nian)，他們發現這將(jiang)電流通(tong)入晶體的(de)話，后者的(de)發光可以得(de)到(dao)增(zeng)強(qiang)。隨后，日亞化(hua)學工業的(de)員工中村(cun)修(xiu)二(er)注(zhu)意到(dao)了(le)赤(chi)崎勇(yong)師(shi)徒(tu)的(de)研究(jiu)(jiu)成果。他順著師(shi)徒(tu)的(de)研究(jiu)(jiu)方(fang)向，最(zui)終在(zai)(zai)1993年(nian)(nian)制(zhi)出(chu)(chu)了(le)高亮度(du)的(de)藍光LED。2014年(nian)(nian)，藍光LED的(de)發明人中村(cun)修(xiu)二(er)與(yu)天野(ye)浩(hao)與(yu)赤(chi)崎勇(yong)獲(huo)得(de)了(le)該年(nian)(nian)度(du)的(de)諾貝爾物理學獎。

原理

1980年代后期的兩(liang)項(xiang)突破(po)為(wei)藍光LED的發(fa)明奠(dian)定的基礎(chu)——一項(xiang)是氮化(hua)鎵外延技術的發(fa)展，另(ling)外一項(xiang)是P型(xing)半(ban)導(dao)體的摻入。藍光LED包含數種不同的氮化(hua)鎵（GaN）層。中村修二在(zai)其中摻入了銦（In）和(he)鋁（Al），使(shi)得其照(zhao)明效(xiao)率(lv)大幅提高。

意義及爭議

藍光LED的發明(ming)，使(shi)得(de)人類(lei)得(de)以用LED湊出足夠(gou)亮(liang)的白光。而發白光LED的效率比白熾(chi)燈要高(gao)上不(bu)少。白光LED促成(cheng)了(le)各(ge)種LED顯示屏的發明(ming)，也促進了(le)照明(ming)效率的提高(gao)。特別是，后(hou)者使(shi)得(de)人類(lei)降低碳排放、對抗氣候變遷(qian)成(cheng)為可能。

但(dan)是(shi)，也有(you)人擔心藍光(guang)LED發出的藍光(guang)可能對人眼造成(cheng)危害。因(yin)為(wei)藍光(guang)可能導(dao)致黃斑變性。

專利問題

赤(chi)(chi)崎勇在(zai)名古(gu)屋(wu)大學(xue)擔任教授(shou)時將研究(jiu)成果申請了專利，為名古(gu)屋(wu)大學(xue)帶來了大約14億日元以上的(de)專利收入。2006年，名古(gu)屋(wu)大學(xue)為了表彰赤(chi)(chi)崎勇教授(shou)的(de)研究(jiu)成就，在(zai)校內建造了赤(chi)(chi)崎紀(ji)念研究(jiu)館，用(yong)于(yu)各項研究(jiu)工作。

藍光LED的發明人中村修(xiu)(xiu)二(er)的專利權曾一(yi)度被日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)工業剝奪。而他得(de)到(dao)的獎(jiang)金僅有2萬日(ri)元(yuan)。無奈(nai)的中村修(xiu)(xiu)二(er)只得(de)把日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)告上法庭(ting)。最終(zhong)，法院裁(cai)決(jue)日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)應賠(pei)(pei)償(chang)中村修(xiu)(xiu)二(er)200億日(ri)元(yuan)。這一(yi)結(jie)果(guo)曾一(yi)度震驚(jing)日(ri)本(ben)社會(hui)。但(dan)是，日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)卻不服判決(jue)，提出上訴(su)。在數年的拉鋸戰后，法院最終(zhong)裁(cai)定日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)賠(pei)(pei)償(chang)中村修(xiu)(xiu)二(er)8.4億日(ri)元(yuan)。中村修(xiu)(xiu)二(er)最終(zhong)也只得(de)接受這一(yi)判決(jue)結(jie)果(guo)。