Нобелевская премия изобретателям синего светодиода
- Холмс! Откуда вы так разбираетесь во всех этих кварках, мюонах, протонах!?
- О! Это элементарно, Ватсон!
Загадочна и непредсказуема судьба технических открытий. Одни открытия получают внедрение, но вскоре забываются и уходят в небытие. Это было, например, с печатными машинками, пейджерами и факсами. Другие остаются востребованными, но существуют в ореоле споров о первенстве и авторстве - например, радио и телеграф.
Иные изобретения получают широкое внедрение и даже изменяют мир, но авторы их остаются неизвестными широкой общественности (например, мобильные телефоны). Последнее справедливо по отношению к большинству полезных вещей и процессов, которыми пользуются люди повсеместно. Так было и с изобретателями синих светодиодов, японскими учеными Исаму Акасаки (Isamu Akasaki), Хироши Амано (Hiroshi Amano) и Сюдзи Накамура (Shuji Nakamura).
Лауреаты Нобелевской премии по физике 2014 года Исаму Акасаки (слева), Хироши Амано (в центре)
и Сюдзи Накамура (справа)
Хотя первые синие светодиоды были созданы еще 1971 году Жаком Панковым, дальше лабораторных опытов дело не пошло, т.к. светодиоды оказались очень дорогими и совсем неяркими. И лишь 20 лет спустя японские ученые изменяют процесс выращивания кристаллов и создают “рентабельный” синий светодиод.
Им удалось разработать недорогую технологию выращивания кристалла нитрида галлия — сначала на сапфировой подложке выращивали кристалл нитрида алюминия, а кристалл нитрида галлия нарастили сверху. Накамура, работавший независимо от своих двух коллег, разработал другую технологию, по которой первый слой кристалла выращивался при относительно низкой температуре (500 градусов по Цельсию), а последующие слои - при более высокой.
Как бы то ни было, но в середине 90-х появляется синий светодиод, на двадцать лет позднее, чем красный и зеленый. Теперь на основе комбинации RGB можно добиваться белого цвета и миллионов световых оттеков. Чем, разумеется, немедленно воспользовались производители рекламных дисплеев.
Ламповый экран 12х9 метров в Москве в 1999 годуТрудно поверить в мамонтов и динозавров, но они существовали. Раньше полноцветный дисплей создавался на основе ламп накаливания, что требовало колоссальных энергозатрат. Например, еще сравнительно недавно в начале нашего суперсовременного 21 века в России строили сети из гигантских (по тем временам) ламповых экранов с размером изображения 12,16 м ширина х 9,14 м высота, со смехотворным разрешением в пикселях 160х120 (шаг пикселя всего-то 76 мм)! И потреблял этот экран немыслимые для сегодняшнего дня 600 кВт.
Синий светодиод совершил буквально переворот в рекламной отрасли. Все экраны стали светодиодными. Сегодня ламповый экран – такая же редкость, как и пишущая машинка. Вместе с синим светодиодом уже существовавшие красные и зеленые светодиоды позволили в комбинации воспроизвести все оттенки цветовой гаммы, в том числе дать свет, воспринимаемый человеческим глазом как белый.
Однако пока светодиоды безраздельно господствовали в области наружной рекламы – (а светодиодные экраны сейчас работают по всему миру) – на это ученое сообщество не обращало особого внимания. Однако по мере того, как светодиодная промышленность росла и крепла, а цены на светодиоды падали, появились новые приложения. Интересно сравнить порядки цен: пиксель в 1998 году стоил примерно 2,5 доллара, а сегодня – в районе 2 центов.
Сравнение ламп накаливания, флуоресцентной и светодиоднойИ тут светодиодное лобби бросилось в наступление. Безобидное, полезное во всех отношениях изобретение стало причиной разорения и исчезновения целых областей производства. Первой жертвой стала неоновая продукция – сегодня практически все неоновые рекламные конструкции заменены на светодиодные. Затем наступила очередь плазменных телевизоров, проигравших технологии светодиодной подсветки. И теперь светодиоды ведут агрессивное наступление на лампы накаливания.
И вот только тут научное сообщество и Нобелевский комитет соблаговолили заметить японских изобретателей. Некоторые из которых к тому моменту перестали быть японскими: Накамура является гражданином США и работает в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Наверное, это помогло ему в 2004 году отсудить у компании Nichia Chemical Industries – 20 млрд. иен (около $189 млн.) за то, что в течение многих лет она производила синие светодиоды, не заплатив ничего их изобретателю. Так что Нобелевский миллион, поделенный на троих, для него, наверное, не столь принципиален. А вот престиж – другое дело!
Энергосберегающие и экологически безвредные источники света, по утверждению Нобелевского комитета, имеют большие перспективы для повышения качества жизни для более чем 1,5 млрд. людей во всем мире. Судя по всему, это скромная оценка. Недалеко то время, когда светодиодные технологии распространятся еще шире. Если только не работает где-нибудь новый будущий нобелевский лауреат, выращивая еще более рентабельные кристаллы, которые придут на смену светодиодам.
