#10/2014

Der Nobelpreis in der Physik zu den Erfindern der blauen LED

Chefredakteur - Vladimir Krylov, Dr.-Ing.
Stellvertreter Chefredakteur - Michael Nikulichev, Dr. phil.

- Holmes! Wie Sie soviel in jenen Quarks, Bosons und Leptonen auskennen!
- Es ist, mein lieber Watson grundlegend!

Der Weg, den der zu wissenschaftliche Erfindungen führt, ist geheimnisvoll und unvorhersehbar. Einige Erfindungen erhalten, eingeführt aber werden dann vergessen und verschwinden in Vergessenheit. Dieses ist, was mit Schreibmaschinen, Pagers und Telefaxmaschinen geschah. Andere bleiben öffentlich Gebrauch, aber die Priorität ihrer Erfindung wird ständig - wie im Falle des Radios und des Fernschreibers debattiert.

Einige Erfindungen werden weit eingeführt und sogar den Weltmarkt ändern, aber ihre Autoren bleiben anonym (z.B. Mobiltelefone). Das selbe ist über die meisten nützlichen Sachen und die Geräte, die allgemeinhin benutzt werden, als zum Beispiel, mit den Erfindern blauer LED, den japanischen Wissenschaftlern Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura zutreffend.

Isamu Akasaki (gelassen), Hiroshi Amano (Mitte) und Shuji Nakamura
Isamu Akasaki (gelassen), Hiroshi Amano (Mitte) und Shuji Nakamura
haben den Nobelpreis 2014 in der Physik gewonnen

Obgleich erste blaue LED zurück 1971 von Jacques Isaac Pankove hergestellt wurden, bewog die Erfindung nicht an das experimentelle Stadium vorbei. Die LED waren zu teuer und nicht genug hell. Und nur 20 Jahre später änderten die japanischen Wissenschaftler den Prozess des Kristallwachstums und stellten ein kommerzielles Blau LED.

Sie erreichten, eine verhältnismäßig preiswerte Technologie zu entwickeln, die als Verwertung Gallium Nitrid (GaN) des p-n-Übergang blaues LED am bekanntesten ist - zuerst an am Saphirsubstrat durch einen niedrig Temperatur Puffer überlagern Technologie (erster wachsender Aluminium Nitrid Kristall und dann Gallium Nitrid Kristall auf die Oberseite). Shuji Nakamura, das unabhängig von seinen zwei Kollegen arbeitete, entwickelte eine andere Methode des Wachsens der ersten Schicht des Indium Gallium-Nitrid Kristalles bei den verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von 500 Graden Celsius und dann zunehmen Temperatur für das Wachsen anderer Schichten. Das Resultat war die erste Hochhelligkeit blaue LED, die Handels- produziert werden könnte.

Was auch immer der Fall, die blaue LED in der Mitte der 90er erscheint, ungefähr 20 Jahre nach dem Roten und das grün. Jetzt auf der Grundlage von RGB-Kombination ist es möglich, weiße Farbe und Millionen Farben zu erzielen. Ein ausgezeichnetes Werkzeug für Hersteller der Werbungs-Bildschirme!

Lampen-Werbungs-Bildschirm 12x9 m in Moskau. Aufgerichtet 1999. Lampen-Werbungs-Bildschirm in Moskau mit 12x9 m Maßen. Aufgerichtet 1999.

Zu glauben ist hart, an Mammuts und Dinosaurier, aber sie existierten. In der Ära vor blauer LED, mussten Vollfarbe-Bildschirme aufgrund von elektrischen Glühlampen hergestellt werden. Dieses ergab enormen elektrischen Verbrauch. Z.B. ziemlich vor kurzem, zu Beginn unseres super modernen 21. Jahrhunderts existierten noch Netzwerke der sehr großen (durch frühe Bildschirmstandards) Lampe-Bildschirme mit der lächerlichen Auflösung 160x120 (Pixelabstand von nur 76 Millimeter!). Und der elektrische Verbrauch jener Monster war das undenkbare 600 Kilowatt.

Blaue LED revolutionierte praktisch die Werbungsindustrie. Alle Bildschirme drehten LED. Heute ist ein Lampe-Bildschirm, das so selten ist wie manuelle Schreibmaschine. Zusammen mit der blauen LED durfte die bereits vorhandene rote und grüne LED alle möglichen Kombinationen von Farben, sowie reproduzieren, um eine Farbe zu verursachen, die durch das menschliche Auge als Weiß empfunden wird.

Jedoch während LED unbestreitbare Sieger im Bereich der Außenwerbung waren (heute lassen LED-Bildschirme alle um die Welt) laufen - die wissenschaftliche Gemeinschaft schien, keine Aufmerksamkeit auf sie zu lenken. Gleichwohl, da die LED-Industrie in der Größe reifte und wuchs, die LED das begonnene Fallen festsetzt, und für Preis neuen LED-Anwendungen begonnen, um auf einer täglichen Basis fast zu erscheinen. Es ist interessant, die relativen Preise zu vergleichen. Z.B. kostete ein Vollfarbe-Pixel in 1998 2.5 Dollar, heute - ungefähr 2 Cents.

Vergleich das Glühlampen, das Kompaktleuchtstofflampen und der LED-Lampen Vergleich das Glühlampen, das Kompaktleuchtstofflampen und der LED-Lampen

An diesem Punkt nahm die LED-Lobby Absatzmarkt für Konsumgüter an allen Frontseiten in Angriff. Die harmlose und nützliche Erfindung wurde der Grund für Bankrott und Schwinden der großen Felder der Industrie. Die Neonindustrie war das erste Opfer. Heute wurden praktisch alle Neonzeichen durch LED-basiert Strukturen ersetzt. Kam dann die Revolution von Plasma Fernsehapparaten, die Kampf zur LED-Hintergrundbeleuchtung Technologie verloren. Heute setzen LED den Ansturm auf den Markt der Glühlampen fort.

AUnd es ist nur an diesem Punkt, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft und der Nobel-Ausschuss würdevoll die Erfindung der japanischen Wissenschaftler beachteten. Einige von ihnen stoppten unterdessen, um japanisch zu sein: Shuji Nakamura ist z.Z. der US-Bürger und arbeitet in der Hochschule des Engineerings, in der Universität von Kalifornien und in Santa Barbara (UCSB). Vermutlich half dieses ihm, seinen ehemaligen Arbeitgeber zu klagen Nichia Corporation über seiner Prämie für die Entdeckung und ¥840 Million (~US$9 Million) zu erhalten, zu der Zeit zahlte die größte Prämie überhaupt durch eine japanische Firma. Folglich ist das Nobel Million, das durch drei geteilt wird, vermutlich nicht für ihn so wichtig. Aber eine andere Angelegenheit ist Prestige.

Die niedrige Leistung, langlebigen und ökologisch leistungsfähigen Lichtquellen, wie vom Nobel Ausschuss erklärt, haben drastisch Lebensstil von mehr als 1.5 Milliarde Leuten in der Welt verbessert. Anscheinend ist dieses eine niedrige Schätzung. Die Zeit kommt bald, wenn LED-Technologien sogar weit verbreiten. Es sei denn d.h. ein anderer zukünftiger Nobelpreisträger an irgendeinem Fernlabor arbeitet, das sogar noch mehr Handels- leistungsfähige Kristalle wächst, die die heutige LED ersetzen.