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藍色(se)發(fa)光二(er)(er)(er)極(ji)管(guan)，即藍光LED，是能(neng)發(fa)出(chu)(chu)藍光的(de)發(fa)光二(er)(er)(er)極(ji)管(guan)，其發(fa)明獲譽(yu)為“愛迪生之后的(de)第二(er)(er)(er)次(ci)照(zhao)(zhao)明革命(ming)”。藍光LED的(de)發(fa)明，使得(de)人類湊齊能(neng)發(fa)出(chu)(chu)三原色(se)光的(de)LED，得(de)以(yi)用(yong)LED湊出(chu)(chu)足夠(gou)亮的(de)白光。白光LED燈的(de)發(fa)明，大幅提高了(le)人類的(de)照(zhao)(zhao)明效(xiao)率。

2014年(nian)(nian)，日本名(ming)古(gu)屋大(da)(da)(da)學(xue)和名(ming)城大(da)(da)(da)學(xue)教(jiao)授赤崎勇(yong)、名(ming)古(gu)屋大(da)(da)(da)學(xue)教(jiao)授天野浩和美國加(jia)利(li)福尼亞大(da)(da)(da)學(xue)教(jiao)授中村修二因(yin)“發(fa)明高亮度藍色發(fa)光(guang)(guang)二極(ji)管，帶來了節能明亮的(de)白色光(guang)(guang)源”共(gong)同獲得當年(nian)(nian)的(de)諾貝爾物理學(xue)獎(jiang)。

發現歷程

1971年，雅克·彭哥(ge)芬(fen)（Jacques Pankove）和艾德(de)·米勒（Ed Miller）兩人論證了用(yong)(yong)(yong)摻(chan)鋅（Zn）的(de)(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)（GaN）制造出(chu)(chu)藍(lan)光(guang)LED的(de)(de)可能(neng)性——盡管(guan)隨后他(ta)們造出(chu)(chu)的(de)(de)第一個用(yong)(yong)(yong)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)制成的(de)(de)LED是發綠(lv)光(guang)的(de)(de)。1972年，斯(si)(si)坦福(fu)(fu)大學(xue)的(de)(de)赫伯·馬洛(luo)斯(si)(si)卡（Herb Maruska）與威利·懷恩斯(si)(si)（Wally Rhines），以及該校的(de)(de)材(cai)(cai)料科(ke)學(xue)與工程學(xue)博士研(yan)(yan)究(jiu)生(sheng)們研(yan)(yan)發出(chu)(chu)了第一種能(neng)發出(chu)(chu)藍(lan)紫光(guang)的(de)(de)LED。這種LED的(de)(de)材(cai)(cai)料為摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)。。1974年，美國(guo)專(zhuan)(zhuan)利局將上述成果的(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利權授予了Maruska，Rhines和斯(si)(si)坦福(fu)(fu)大學(xue)教授大衛(wei)·史蒂文森(sen)。直到今(jin)天(tian)，摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)都仍(reng)然是所有商(shang)(shang)用(yong)(yong)(yong)藍(lan)光(guang)LED和激光(guang)二極管(guan)的(de)(de)基礎材(cai)(cai)料。但是，用(yong)(yong)(yong)摻(chan)鎂(mei)（Mg）的(de)(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)制造出(chu)(chu)的(de)(de)藍(lan)光(guang)二極管(guan)發出(chu)(chu)的(de)(de)光(guang)太(tai)弱，不(bu)(bu)足以投入實(shi)際使(shi)用(yong)(yong)(yong)。而且，隨后關于氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)元件的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)也遲遲未能(neng)獲(huo)得突(tu)破。1989年8月，Cree公司推(tui)出(chu)(chu)的(de)(de)第一款(kuan)商(shang)(shang)用(yong)(yong)(yong)藍(lan)光(guang)LED使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)材(cai)(cai)料就不(bu)(bu)是氮(dan)(dan)化(hua)(hua)鎵(jia)(jia)，而是一種間接帶(dai)隙半導體碳化(hua)(hua)硅（SiC）。這種藍(lan)光(guang)LED效率(lv)極低，甚至不(bu)(bu)能(neng)達到0.03%。

1980年(nian)代初(chu)，在日本名古(gu)屋大學(xue)，已是年(nian)過五旬的(de)(de)赤崎勇(yong)(yong)帶(dai)著學(xue)生(sheng)天野浩重啟了(le)(le)有關氮化(hua)鎵的(de)(de)研(yan)究(jiu)。1986年(nian)，他(ta)們成功制(zhi)出了(le)(le)以前(qian)被認(ren)為(wei)不可能(neng)制(zhi)造出的(de)(de)氮化(hua)鎵晶(jing)體(ti)。1989年(nian)，他(ta)們發(fa)現(xian)這將電流通入晶(jing)體(ti)的(de)(de)話，后(hou)者的(de)(de)發(fa)光(guang)可以得(de)到(dao)增強。隨后(hou)，日亞化(hua)學(xue)工業的(de)(de)員工中(zhong)村(cun)(cun)修二(er)注(zhu)意到(dao)了(le)(le)赤崎勇(yong)(yong)師徒的(de)(de)研(yan)究(jiu)成果。他(ta)順著師徒的(de)(de)研(yan)究(jiu)方(fang)向，最終在1993年(nian)制(zhi)出了(le)(le)高亮(liang)度(du)的(de)(de)藍光(guang)LED。2014年(nian)，藍光(guang)LED的(de)(de)發(fa)明人中(zhong)村(cun)(cun)修二(er)與(yu)天野浩與(yu)赤崎勇(yong)(yong)獲得(de)了(le)(le)該年(nian)度(du)的(de)(de)諾貝爾物理學(xue)獎。

原理

1980年代(dai)后期的(de)兩(liang)項突破為藍(lan)光LED的(de)發明奠定的(de)基礎——一項是(shi)氮化(hua)鎵(jia)外延技術的(de)發展，另(ling)外一項是(shi)P型(xing)半導體(ti)的(de)摻入。藍(lan)光LED包含數(shu)種不同(tong)的(de)氮化(hua)鎵(jia)（GaN）層。中村(cun)修二在其中摻入了銦（In）和(he)鋁(lv)（Al），使得其照明效率大幅提高(gao)。

意義及爭議

藍光(guang)LED的(de)發(fa)(fa)明，使得人(ren)類得以用(yong)LED湊出(chu)足(zu)夠亮的(de)白(bai)光(guang)。而發(fa)(fa)白(bai)光(guang)LED的(de)效(xiao)率(lv)比白(bai)熾燈要高上不(bu)少。白(bai)光(guang)LED促成(cheng)了各種LED顯示屏(ping)的(de)發(fa)(fa)明，也促進(jin)了照明效(xiao)率(lv)的(de)提高。特別(bie)是，后者使得人(ren)類降低碳(tan)排放、對抗氣候變(bian)遷成(cheng)為(wei)可能。

但是，也(ye)有人擔(dan)心(xin)藍(lan)光LED發出的藍(lan)光可能(neng)對人眼造成危(wei)害。因為藍(lan)光可能(neng)導(dao)致黃斑變性。

專利問題

赤崎(qi)(qi)勇在名古(gu)屋(wu)大學(xue)(xue)擔(dan)任教授時將(jiang)研(yan)究成果申(shen)請了專(zhuan)利(li)，為名古(gu)屋(wu)大學(xue)(xue)帶來了大約14億日元以(yi)上(shang)的專(zhuan)利(li)收入。2006年(nian)，名古(gu)屋(wu)大學(xue)(xue)為了表彰赤崎(qi)(qi)勇教授的研(yan)究成就，在校(xiao)內建造了赤崎(qi)(qi)紀念研(yan)究館，用于各項研(yan)究工(gong)作。

藍光LED的(de)發明人中(zhong)村修(xiu)二(er)(er)的(de)專利權曾一(yi)度被日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)(xue)工業(ye)剝奪。而他(ta)得(de)到的(de)獎金僅有(you)2萬日(ri)元(yuan)。無奈的(de)中(zhong)村修(xiu)二(er)(er)只(zhi)得(de)把日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)(xue)告上(shang)法庭。最終(zhong)，法院(yuan)裁(cai)決(jue)日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)(xue)應賠償中(zhong)村修(xiu)二(er)(er)200億日(ri)元(yuan)。這一(yi)結果曾一(yi)度震驚日(ri)本(ben)社會。但是，日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)(xue)卻(que)不服判決(jue)，提出上(shang)訴。在數(shu)年的(de)拉鋸戰后(hou)，法院(yuan)最終(zhong)裁(cai)定日(ri)亞(ya)化(hua)學(xue)(xue)賠償中(zhong)村修(xiu)二(er)(er)8.4億日(ri)元(yuan)。中(zhong)村修(xiu)二(er)(er)最終(zhong)也只(zhi)得(de)接受(shou)這一(yi)判決(jue)結果。