#10/2014

Le prix Nobel dans la physique aux inventeurs de la LED bleue

Rédacteur en chef - Vladimir Krylov, PhD
Rédacteur en chef adjoint - Michael Nikulichev, PhD

- Holmes! Comment vous savez tellement ces quarks, bosons et leptons!
- Il est élémentaire, mon cher Watson!

Le chemin que cela mène aux inventions scientifiques est mystérieux et imprévisible. Quelques inventions obtiennent mises en application mais sont puis oubliées et disparaissent dans l'oublie. C'est ce qui s'est produit avec des machines à écrire, des bipeurs, et des télécopieurs. D'autres restent dans l'utilisation publique, mais la priorité de leur invention est constamment discutée - comme dans le cas de la radio et du télégraphe.

Quelques inventions sont largement mises en application et changent même le marché mondial mais leurs auteurs restent anonymes (par exemple des téléphones mobiles). Le même est vrai au sujet de la plupart des choses et appareils utiles qui sont employés universellement, en tant que par exemple, avec les inventeurs de la LED bleue, les scientifiques japonais Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et Shuji Nakamura.

Isamu Akasaki (laissé), Hiroshi Amano (centre) et Shuji Nakamura
Isamu Akasaki (laissé), Hiroshi Amano (centre) et Shuji Nakamura
ont gagné le prix Nobel 2014 dans la physique

Bien que les premières LED bleues aient été créées en arrière en 1971 par Jacques Isaac Pankove, l'invention n'a pas déménagé après l'étape expérimentale. Les LED étaient trop chères et pas suffisamment lumineuses. Et seulement 20 ans après les scientifiques japonais ont changé le processus de la cristallogenèse et ont créé un bleu commercial LED.

Ils ont réussi à développer une technologie relativement pas cher mieux connu comme LED bleues jonction P-N en utilisant du nitrure de gallium (GaN) - d'abord en circuit au substrat de saphir par un amortisseur à basse température posent la technologie (premier cristal en aluminium nitrure croissant de et puis cristal de nitrure de gallium sur le dessus). Shuji Nakamura qui a fonctionné indépendamment de ses deux collègues a développé une méthode différente d'élever la première couche du cristal de nitrure de gallium d'indium aux températures relativement basses de 500 degrés centigrade et puis croissante la température pour élever d'autres couches. Le résultat était la première haut-luminosité LED bleue qui pourrait être produite commercialement.

Celui qui le cas, la LED bleue apparaisse au milieu des années 90, environ 20 ans après le rouge et vert. Maintenant sur la base de combinaison de RGB il est possible de réaliser la couleur blanche et des millions de teintes. Un excellent outil pour des fabricants des écrans publicitaires!

Écran publicitaire de lampe 12x9 m à Moscou. Érigé en 1999. Écran publicitaire de lampe à Moscou avec des dimensions du 12x9 m. Érigé en 1999.

Il est difficile de croire en mammouths et dinosaures mais elles ont existé. Dans l'ère avant LED bleue, des écrans polychromes ont dû être faits sur la base des lampes à incandescence électriques. Ceci a eu comme conséquence l'énorme consommation électrique. Par exemple, assez récemment, au début de notre 21ème siècle moderne superbe là existait toujours des réseaux (par des normes tôt d'écran) des écrans énormes de lampe avec la résolution 160x120 ridicule (pas des pixel de seulement 76 millimètres!). Et la consommation électrique de ces monstres était les 600 kilowatts impensable.

La LED bleue a pratiquement révolutionné l'industrie de publicité. Tous les écrans ont tourné la LED. Aujourd'hui un écran de lampe est a aussi rare que la machine à écrire manuelle. En même temps que la LED bleue la LED rouge et verte déjà existante a laissé reproduire toutes les combinaisons possibles de couleurs, aussi bien que pour créer une couleur qui est perçue par l'œil humain en tant que blanc.

Cependant, alors que les LED étaient les gagnants indisputables dans le secteur de la publicité extérieure (aujourd'hui les écrans LED actionnent tous autour du monde) - la communauté scientifique a semblé ne pas prêter n'importe quelle attention à elle. Toutefois car l'industrie de LED a mûri et s'est développée dans la taille, la LED évalue la chute commencée, et les nouvelles applications de LED commencée pour apparaître presque quotidiennement. Il est intéressant de comparer les prix relatifs. Par exemple, un pixel polychrome dans 1998 a coûté 2.5 dollars, aujourd'hui - environ 2 cents.

Comparaison l'incandescence, fluorescent et des lampes à LED Comparaison l'incandescence, fluorescent et des lampes à LED

En ce moment, le lobby de LED a attaqué le marché de consommateurs à tous les avants. L'invention inoffensive et utile est devenue la raison de la faillite et de la disparition de grands champs d'industrie. L'industrie au néon était la première victime. Aujourd'hui pratiquement tous les enseignes au néon ont été remplacés par des structures de base de LED. Alors est venue la spire du plasma TV qui a perdu la bataille à la technologie de LED rétro-éclairage. Aujourd'hui les LED continuent l'impact sur le marché des lampes à incandescence.

Et c'est seulement en ce moment que la communauté scientifique et le Comité Nobel ont avec élégance noté l'invention des scientifiques japonais. Certains d'entre eux ont à cette heure cessé d'être japonais: Shuji Nakamura est actuellement le citoyen des USA et fonctionne l'université de l'ingénierie, l'université de la Californie, et à Santa Barbara (UCSB). Ceci l'a aidé probablement à poursuivre son ancien employeur Nichia Corporation au-dessus de sa bonification pour la découverte et obtenir ¥840 million (~US$9 million), alors la plus grande bonification a jamais payé par une compagnie japonaise. Par conséquent le Nobel million divisé par trois n'est probablement pas aussi important pour lui. Mais une autre matière est prestige.

Les sources lumineuses de basse puissance, durables et écologiquement efficaces, comme indiquées par le Comité Nobel, ont rigoureusement amélioré le mode de vie de plus de 1.5 milliard de personnes dans le monde. Apparemment, c'est une basse évaluation. Le moment viendra bientôt quand les technologies LED veulent la diffusion encore plus au loin. À moins que, un autre futur Prix Nobel travaille à un certain laboratoire à distance élevant bien plus de cristaux commercialement efficaces qui remplaceront la LED d'aujourd'hui.