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青色LEDでノーベル賞日本人独占!! 赤崎、天野、中村氏に物理学賞

      2015/04/10



10月7日夕方
「ノーベル物理学賞に日本人3人が独占受賞」の報道が流れました。
受賞対象は青色LED(発光ダイオード:電気エネルギーを光に変える半導体素子)ということです。

日本ではあらゆる分野にLEDが使用され、目新しくありませんが、世界に目を転じますと、発展途上国では電気のない・あるいは夜間電力が使えない地域が多くあります。

LEDを使えば消費電力が少なく、大きな発電設備がなくとも、太陽光発電パネルと蓄電池を組み合わせた電力で、十分明るい照明が得られます。

今後発展途上国で普及していけばCO2削減に貢献でき、地球温暖化防止にも貢献でき一役買うでしょう。



青色LEDはものづくり日本の伝統を受け継ぐ画期的な発明です。
今回スエーデンの王立科学アカデミーは、受賞発表文で青色LEDは

「人類に最大の利益をもたらした発明」

と最大の賛辞を送りました。
それでは青色LEDとはどんなもので、受賞者が発明・製品化にどれだけ苦労したか振り返ってみましょう。
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青色LEDとはどんなもの?

「色の3原色」という言葉を聞いたことがあると思います。
これには2種類あって、光の3原色絵の具・インク類の3原色です。

光では“レッド(赤)・グリーン(緑)・ブルー(青)”で、一方絵の具・インク類は“シアン(緑みの青)・マゼンタ(赤紫)・イエロー(黄)”です。
3色を混ぜ合わせると光は“白”に、絵の具・インク類は“黒”になります。
この3原色であらゆる色が出せるのです。

今回の「青色LED」は青い光を放つ光の3原色の一つです。
赤い光と緑の光を放つLEDは20世紀後半、比較的短い時間で発見・工業化されました。しかしながら波長の短い青色だけは難しく、20世紀中には実用化は無理だと言われていました。

1990年代前半、青色LEDが実用化されたことで3原色が揃い、新しい方法で白色光を作り出すことに成功し、急速にカラーテレビ・ブルーレイディスク・照明・信号機などに爆発的に普及し、あらゆる産業界、農林・漁業などの分野にも広く行き渡ってきました。


受賞者の成功に至る苦労 ~本当にやりたいことなら続けられる~

赤崎教授は青色を発色するLED物質は窒化ガリウムが耐久性も含め、最も適した物質と確信し1970年代から一貫して研究を続けました。
しかし、サファイヤ基盤上に窒化ガリウム結晶を成長させるには、お互いの結晶間隔が違いすぎ、いわゆる“木に竹を接ぐ”ようなものでした。

そこで赤崎教授は、後日研究室に来た大学院生の天野教授に、サファイア基板上にバッファ層を挟んで窒化ガリウムの結晶を成長させたらと思いつき指示しました。

1985年結晶を作る電気炉の調子が悪く、温度が上がらない中、先輩から

「結晶成長にはクリアでないことが良いこともある」

との一言が頭をよぎり、電気炉温度が低いまま実験しところ、バッファ層が上手く作れ、その上に綺麗な窒化ガリウムの結晶が作れていました。
その後プラス電気を帯びた結晶作りにも成功し、1989年開発の成功を学会で発表したところ、大反響がありました。

赤崎教授は「ここからが始まりだ」と気を引き締めて研究を続けました。
受賞が決まった日のインタビューで

「やりたいことをやるのが一番。なかなか結果が出なくても本当にやりたいことなら続けられる」とあきらめない大切さを語っていました。

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