前兩年，諾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)給人的感覺是高端大氣、不明覺厲(前兩屆物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了量子物理學(xué)領(lǐng)域的兩項(xiàng)研究)，這次忽然來了個(gè)接地氣的：你只要掏出手機(jī)，打開手電功能;或者路過杭州延安路，抬頭看銀泰門口的巨屏LED;再專業(yè)一點(diǎn)，如果你學(xué)蘋果的廣告，把蘋果手機(jī)(4S以上)的Retina屏幕(就是視網(wǎng)膜屏幕，超清晰屏幕)放大放大，一直到看到無數(shù)個(gè)芝麻點(diǎn)兒(其中的LED燈)在閃爍工作，你就已經(jīng)和今年的諾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)同在了。
瑞典皇家科學(xué)院昨天宣布，將2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)，并因此帶來新型的節(jié)能光源。
這是一場(chǎng)等燈誕生的歷程：繼油燈、白熾燈、日光燈之后，整整30年，三位科學(xué)家的研究和實(shí)踐，為人類帶來了照明效能高、壽命長(zhǎng)、能制造出七色光的LED燈。
昨天，記者采訪了浙江大學(xué)物理系光學(xué)所的潘伯良教授，請(qǐng)他為我們解讀，在能源緊缺的情況下，LED燈為提高人們的生活質(zhì)量發(fā)揮著怎樣的作用;藍(lán)光LED被發(fā)明的短短20年里，它帶來了怎樣的一種全新白光生產(chǎn)方式。
為什么人類會(huì)進(jìn)入LED時(shí)代
人類會(huì)進(jìn)入LED時(shí)代，直接的原因就是電不夠撒歡用啊。
看看LED燈如何PK掉前任燈種。
潘教授給我們算了一筆電力賬：
按照每個(gè)電力輸入單位(以瓦特計(jì))帶來的光通量(以流明計(jì))看，白熾燈的發(fā)光效能比較低，只有16流明/瓦特，明顯占著1瓦的電，發(fā)光亮度不夠;
而日光燈的發(fā)光效率大約有70流明/瓦特，好像是高了不少，但是日光燈發(fā)光用到的化學(xué)物質(zhì)里有汞，有毒害，同時(shí)還不穩(wěn)定;
和之前的這些燈種相比，LED在節(jié)約地球資源上貢獻(xiàn)太大了。像白光二極管發(fā)出的白光，最近的紀(jì)錄是剛剛超過300流明/瓦特。關(guān)鍵是，它還非常穩(wěn)定，壽命很長(zhǎng)。LED的使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)——而白熾燈只可用1000小時(shí)，熒光燈可用10000小時(shí)——照明材料的消耗也節(jié)約下來了。
“LED的這些性能，決定了它可以做許多別的照明燈具沒法辦到的設(shè)備?！迸私淌谡f，比如電視機(jī)屏幕的光照，達(dá)到這樣的圖像分辨率，需要成千上萬的LED。
但如果換成發(fā)光效率只有1/4不到的日光燈，你就像躲進(jìn)了暗黑屋，看到的屏幕很暗;如果換成日光燈管組合，要達(dá)到同樣效果，你就需要比成千上萬LED還要多四五倍的日光燈。
為什么要有藍(lán)光LED
昨天，諾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)剛剛揭曉的時(shí)候，有網(wǎng)友抱不平了：“發(fā)明藍(lán)光二極管能得諾獎(jiǎng)，那讓上世紀(jì)60年代就已經(jīng)發(fā)明了第一個(gè)可見光二極管、紅光二極管的GE公司兩位先生情何以堪啊?”
潘教授說，其實(shí)這通抱屈還真是有科學(xué)BUG(漏洞)。藍(lán)光在LED家族，是一位千載難逢的成員。所以最先發(fā)明的是紅光LED，接著是綠光、黃光。
為什么一定要有藍(lán)光LED呢?因?yàn)樗前坠鉄糁圃斓年P(guān)鍵。
“想象一下人長(zhǎng)期處在迪斯科那種光怪陸離的色調(diào)環(huán)境中，眼睛、臟器、精神受不受得了?”潘教授這么一比方，我們就懂了白光的重要性了。
更何況現(xiàn)在大家看到的那么巨大尺幅的LED屏幕，基本上能表現(xiàn)出每一種顏色，沒有藍(lán)光來調(diào)和，哪里做得到?
但是在光譜中，相比紅光、綠光，藍(lán)光波長(zhǎng)最短，而波長(zhǎng)越短，半導(dǎo)體材料就越難發(fā)光。
當(dāng)年中村修二開始試圖找到藍(lán)光LED的發(fā)光材料時(shí)，去參加國(guó)際性學(xué)術(shù)研討會(huì)，全世界就沒幾個(gè)人坐那兒討論，基本上都是搖頭否定。全世界，尤其是照明企業(yè)都在等燈等燈，一等就是30年。
赤崎勇和天野浩在名古屋大學(xué)取得了出色的研究成果后，當(dāng)時(shí)還在日亞化工工作的中村修二(現(xiàn)為美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授)，在之后的實(shí)用化及高亮度化階段，默默地做了15年。
為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，從設(shè)備到部件加工的整個(gè)過程均由中村一人完成。藍(lán)光LED的開發(fā)最終取得成功，中村順利啟動(dòng)了業(yè)務(wù)。
這個(gè)壯舉，震驚了全世界。
在此之前，中村供職的日亞化工，是日本德島頗為有名的公司。但是出名的既不是產(chǎn)品也不是科學(xué)家，而是這家公司有長(zhǎng)達(dá)三周的夏季休假福利。而中村帶來的“日亞效應(yīng)”，讓專業(yè)人士吃驚萬分——實(shí)現(xiàn)如此壯舉的，并非在該領(lǐng)域長(zhǎng)期從事研究的海內(nèi)外知名大學(xué)，也非大型電子廠商，而是一家地方城市的化學(xué)廠商。由此，日亞的稱呼從“夏季休假的日亞”變成了“藍(lán)光發(fā)光二極管的日亞”。
