Ủy ban giải Nobel 2014 đã quyết định trao giải Nobel Vật lý năm 2014 cho

Isamu Akasaki
Đại học Meijo, Đại học Japan & Nagoya, Nhật Bản

Hiroshi Amano
Đại học Nagoya, Nhật Bản

và

Shuji Nakamura
Đại học California, Santa Barbara, CA, Mỹ

Cho phát minh về hiệu quả của diode bức xạ ánh sáng xanh lam giúp tạo ra các nguồn ánh sáng trắng tiết kiệm năng lượng.

LED Xanh lục và Đỏ đã được phát minh ra từ trước nhưng vì thiếu LED màu xanh lam nên không thể tạo ra được ánh sáng trắng để thành các nguồn chiếu sáng dân dụng.

Diode phát quang (LED) là những nguồn sáng dải hẹp hoạt động dựa trên các bộ phận bán dẫn, với bước sóng biến thiên từ hồng ngoại đến tử ngoại. Các LED đầu tiên được nghiên cứu và chế tạo vào thập niên 1950 và 1960 ở một vài phòng thí nghiệm trên thế giới. Chúng phát ra ánh sáng ở những bước sóng khác nhau, từ hồng ngoại đến xanh lục. Tuy nhiên, việc phát ra ánh sáng lam tỏ ra là một nhiệm vụ khó khăn, và mất thêm ba thập kỉ nữa thì người ta mới làm được. Nó đòi hỏi sự phát triển của các kĩ thuật nuôi cấy các tinh thể chất lượng cao cũng như khả năng điều khiển pha tạp-p của các chất bán dẫn với khe năng lượng lớn, cái chỉ thu được với gallium nitride (GaN) vào cuối thập niên 1980. Sự phát triển của các LED xanh lam hiệu quả cũng đòi hỏi việc sản xuất các hợp kim gốc GaN với các thành phần khác nhau và tích hợp chúng vào các cấu trúc đa lớp, ví dụ như các cấu trúc lai và giếng lượng tử.

Việc phát minh ra các LED lam hiệu dụng đã đưa đến các nguồn sáng trắng dùng cho chiếu sáng. Khi kích thích một vật liệu phosphor bằng LED lam, ánh sáng phát ra trong vùng phổ lục và đỏ, khi kết hợp với ánh sáng lam, cho ra ánh sáng trắng. Hoặc người ta có thể sử dụng chung nhiều LED màu bổ sung (đỏ, lục và lam). Cả hai kĩ thuật này được sử dụng trong các nguồn chiếu sáng trắng bằng điện hiệu quả cao ngày nay. Những nguồn sáng này, với tuổi thọ rất dài, đã bắt đầu thay thế cho các đèn nóng sáng và đèn huỳnh quang cho các mục đích thắp sáng nói chung. Vì việc thắp sáng chiếm khoảng 20-30% tổng lượng điện năng tiêu thụ của chúng ta, và vì những nguồn sáng trắng mới này tiêu hao năng lượng ít hơn mười lần so với các bóng đèn bình thường, nên việc sử dụng các LED lam hiệu quả đưa đến sự tiết kiệm năng lượng đáng kể, mang lại lợi ích to lớn cho nhân loại.

Giải thưởng Nobel Vật lí năm nay vinh danh các nhà phát minh của LED lam hiệu dụng: I. Akasaki, H. Amano và S. Nakamura.