Nobelpreis an Akasaki, Amano und Nakamura

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura (v. l.) erhalten für die Erfindung blauer Leuchtdioden den Nobelpreis für Physik 2014. (Bilder: U. Nagoya; SSLEEC)

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura (v. l.) erhalten für die Erfindung blauer Leuchtdioden den Nobelpreis für Physik 2014. (Bilder: U. Nagoya; SSLEEC)

Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissen­schaften verleiht den diesjährigen Physik-Nobel­preis an Isamu Akasaki, Meijo University und Nagoya University, Nagoya, Japan, Hiroshi Amano, ebenfalls Nagoya University und Shuji Nakamura, University of California, Santa Barbara, USA, „für die Erfindung von Leucht­dioden, die blaues Licht emit­tieren, was die Herstellung heller und energie­sparender Licht­quellen ermöglichte.“

Wie Akademie-Sekretär Staffan Normark und Komitee-Mitglied Anne L‘Huillier betonten, erfolgte die Auswahl im Hinblick auf den Auftrag von Alfred Nobel, den Preis für eine Erfin­dung oder Entdeckung mit großem Nutzen für die Menschheit zu vergeben.

Daran kann es in diesem Fall keinen Zweifel geben: Während Glüh­birnen und Leucht­stoff­röhren das 20. Jahrhundert beherrschten, dürfte das 21. Jahr­hundert den Leucht­dioden gehören. Die ersten LEDs für den lang­wel­ligen Spektral­bereich gab es zwar schon in den 1950er und -60er Jahren, es fehlten jedoch blaue LEDs, um Weiß­licht mischen zu können.

Struktur einer blauen LED mit einem Doppel-Heteroübergang InGaN/AlGaN (Bild: KVA nach S. Nakamura, T. Mukai & M. Senoh, 1994)

Struktur einer blauen LED mit einem Doppel-Heteroübergang InGaN/AlGaN (Bild: KVA nach S. Nakamura, T. Mukai & M. Senoh, 1994)

Den drei Preisträgern gelang in den frühen 1990er Jahren, woran sich viele ihrer Kollegen versucht hatten. Akasako und Amano arbeiteten zu dieser Zeit an der Univer­sität Nagoya, Nakamura war Ange­stellter der Firma Nichia Chemicals in Toku­­shima. Sie brachten die nötigen Zutaten zusammen: die hoch­quali­tative Züchtung von Kristallen, die Kontrolle der p-Dotierung von Halb­leitern mit großer Band­lücke, die Herstel­lung von unter­schied­lichen Gallium-Nitrid-Legie­­rungen  und die Inte­gration in Multi­schicht­strukturen.

Da rund ein Viertel des Welt­energie­bedarfs auf Beleuchtung entfällt, kommt dem LED-Licht eine enorme Bedeutung zu, sowohl für den Energie- als auch – wegen der langen Lebens­dauer der Leucht­mittel – für den Roh­stoff­bedarf bei der Herstellung. Denn LEDs erreichen eine Lichtleistung von 300 Lumen pro Watt im Vergleich zu den 16 lm/W einer Glühbirne oder 70 lm/W von Leuchtstoffröhren und halten mit einer mittleren Lebensdauer von 100.000 Stunden hundertmal bzw. zehnmal länger. (Quelle: KVA)

Referenzen: A. Laubsch et al., Licht aus Kristallen, Physik Journal, Januar 2010, S. 23 (PDF, frei)C. Kölper et al., Die Licht(r)evolution. Weiße LEDs für die Allgemeinbeleuchtung, Phys. unserer Zeit, März 2011 (PDF)Sh. Nakamura: InGaN-based blue/green LEDs and laser diodes, Adv. Mater 8 (8), 689–692 (1996)

Link: M. Pfalz: Es werde Licht! physik-journal.de / pro-physik.de, 7. Oktober 2014

 

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