Лауреатами Нобелевской премии по физике за 2014 год стали ученые Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамура. Премия присуждена ученым за создание нового источника света — синих или голубых светодиодов.
Так решил Нобелевский комитет, а он, как известно, своих решений не меняет. И все-таки такое суждение вызвало довольно много вопросов и сомнений. Начать хотя бы с того, что один из лауреатов, а именно старейшина данного коллектива Исаму Акасаки, прямо сказал на пресс-конференции, что никогда не думал, что будет удостоен столь высокой награды. Эти слова можно, конечно, отнести на счет скромности ученого. Но сам он, видимо, хорошо помнит слова Ньютона, сказавшего однажды: «Я потому видел столь далеко, что стоял на плечах гигантов», — намекая на работы своих предшественников.
В данном случае у многих ученых вызвал недоумение тот факт, что Нобелевский комитет в своем пресс-релизе и словом не помянул тех, кому нынешние лауреаты во многом обязаны своим успехом. Начать хотя бы с того, что американские физики до 70-х годов ХХ века называли светодиоды Losev light — «свет Лосева», прямо указывая, что их первооткрывателем был Олег Лосев, о жизни которого мы рассказали в «ЮТ» № 9 за 2013 год.
В дальнейшем совершенствование полупроводниковой техники, в том числе и светодиодов, тоже не обошлось без наших соотечественников. Так, в 1956 году Нобелевская премия за создание транзистора была вручена американцу русского происхождения Джону (Ивану) Бардину, который в своей нобелевской речи лично признал приоритет Лосева.
Сюдзи Накамура, Исаму Акасаки, Хироси Амано — лауреаты Нобелевской премии по физике 2014 года.
Первый в мире светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне и пригодный к практическому применению, разработал Ник (Николай) Холоньяк, бывший учеником Бардина, в Университете Иллинойса в 1962 году. Далее, бывший студент Холоньяка Джордж Крафорд в 1972 году изобрел первый в мире желтый светодиод. А первый синий светодиод с кристаллом из нитрида галлия (GaN) на сапфировой подложке примерно в это же время создал Жак Панков (Яков Панчечников), работавший в IBM (International Business Machines).
И лишь спустя почти 20 лет, в середине 1980-х годов, японские ученые Акасаки и Амано из Нагойского университета предложили использовать в синем светодиоде тот же нитрид галлия, но с примесью магния. Облучив новый материал потоком электронов, они заставили его светиться.
В 1989 году на открытие Акасаки и Амано обратил внимание сотрудник Nichia Corporation Сюдзи Накамура и довел изобретение своих коллег до стадии серийного производства. Компания запатентовала технологию Накамуры и в 1993 году первой в мире наладила промышленный выпуск синих светодиодов. К концу 1990-х годов она выпускала около 20 млн. таких устройств в месяц. Изобретателю же корпорация заплатила меньше 200 долларов, а потому в 1999 году Накамура подал на нее в суд, выиграв после пяти лет разбирательств 20 млрд. иен. И судится с нею дальше, намереваясь получить еще 60 млрд. иен.
Так выглядит синий светодиод.
Тяжба с Nichia Corporation побудила ученого уволиться из компании и переехать в США, где он устроился на работу в Калифорнийский университет в Санта-Барбаре.
Такая вот получилась история. Что же касается, самих синих светодиодов, то теперь с их появлением путем сложения синего, зеленого и красного появилась возможность получать чистый белый свет, а следовательно, и все оттенки световой гаммы. Это дало возможность выпускать яркие и экономичные светодиодные источники, которые используются в видеоэкранах больших размеров, а также в автомобильных и авиационных фарах.
Светодиоды легли в основу и так называемого цифрового прожектора, изобретенного сотрудниками Университета Карнеги-Меллона.
Все водители знают, как сложно ехать в плохую погоду, причем проблема даже не столько в скользком дорожном покрытии, сколько в том, что значительная часть света фар падает на снежинки и капли дождя, так что водитель видит только сплошную стену осадков, а не освещенную дорогу. Группа ученых под руководством Сриванаса Нарасимхана разработала систему освещения, которая освещает только дорожное покрытие, оставляя невидимыми частицы снега и дождя.
Основные элементы новой системы — цифровой светодиодный проектор, играющий роль фар, и скоростная видеокамера, которая при помощи светоделящей полупрозрачной пластины фиксирует световое поле. Когда частицы осадков оказываются в поле зрения проектора с камерой, то их изображение попадает на компьютер, который рассчитывает скорость и траекторию движения каждой из них. Затем проектор выборочно затемняет на матрице точки так, чтобы свет не попадал на снежинки и капли. Осадки продолжают падать, но свет фар перестает отражаться от них в глаза человека, сидящего за рулем.
С. СЛАВИН