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诺奖获得者天野浩:他的发明照亮了21世纪—新闻

发布时间:2017-12-04 阅读:

  诺贝尔文学奖获得者天野高雄:他的发明照亮了21世纪 - 新闻 - 科学网络

  移动屏幕,户外大屏幕,照明LED(发光二极管)今天因其高效节能而在显示和照明方面的用途也越来越广泛。

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  大规模使用LED奠定了日本科学家天野,,赤崎勇和中村二世最重要的基石。 2014年,他们因发明蓝光LED(蓝光LED)而获得诺贝尔物理学奖。

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  左起:赤崎勇,天野浩,中村二郎

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  3月11日下午,名古屋天野Amanhi Akihiro教授在上海科学馆发表讲话,分享了他发现蓝光LED的经验以及LED应用的现状和前景。演讲由上海市人民对外友好协会和上海市白玉兰日本友好协会主办。

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  与其他致力于发现蓝光LED的科学家相比,Akihiro Akihiro和他的导师Akasaki Akira选择了一个不太受欢迎的化合物作为他们的研究方向。他笑了,这可能是一个幸运,让他在胜利的道路上赢得了少数几个竞争者,但艰苦的研究过程是可想而知的。

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  那时候,我并不是特别意识到这项研究有多么困难。从一开始,我就想研究LED显示屏,以方便世界。基于这个想法,我坚持了下来。

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  复旦大学,同济大学,交大物理专业的学生有很多,天野Hiro的最后告诫是非常严重的。如果你对学习犹豫不决,我希望你能回到你梦想的起点,想一想你为什么要做这个项目研究

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  最初的研究方向并不乐观

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  在二十世纪,白炽灯主要由人照明使用。 19世纪后期由爱迪生发明的照明工具,其原理是通电灯丝加热到白炽状态,利用热辐射来发射可见光的电光源。可以想见,在白炽灯的过程中,大部分能量已经消散散热,损失非常严重。

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  美国科学家在20世纪60年代发明了红色LED。与白炽灯相比,LED发光电压低,电流小,发光效率也高得多,成为新一代照明研究的热点。

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  光的三原色是红色,绿色和蓝色。换句话说,三种颜色的光混合产生白光。红色LED发明后,为了使LED在市场上销售,绿色和蓝色LED的发明成为科学家研究的焦点。

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  1974年,开发了绿色LED。后来,科学家将研究重点放在碳化硅(SiC),硒化锌(ZnSe)和氮化镓(GaN)上的蓝色LED。

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  当时许多人尝试使用氮化镓后失败了,并将注意力转移到看起来更有前景的另外两种材料上。

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  但还是别人没有失去信心,那是郝弘明老师的赤崎勇。赤崎勇当时在企业做研究,氮化镓不是蓝光LED研究的重点,不少人建议他不要把这项研究做成,赤崎勇研究转移到名古屋大学。 1982年天野浩毕业后进入赤崎勇工作室,开始接触蓝光LED研发工作。

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  在一个受欢迎的材料投资,没有资金不乐观,通往这项研究的道路是注定在崎岖的一开始,但是Akihiro不在乎,而是陷入了一个艰难的研究。

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  有时候我觉得这也算是一种运气,在这个方向上,没有人能最终与你竞争,可以专心研究。

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  蓝色LED发明后,LED照明已成为可能

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  天野回忆当时蓝光LED的发展有三大困难:一是不能形成高质量的氮化镓晶体,二是不能制成氮化镓P型结,三是要制造高强度的氮镓铟晶体。

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  那时候我考虑过如果蓝色的LED能成功的话,可以创造一个新的显示器,这是一件可以改变世界的大事。天野说,他自己开始研究,最初持有世界的利益的想法。

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  进入赤崎勇工作室之后,Akihiro Akihiro等学生随同赤崎勇进入氮化镓研究工作。

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  当时研究经费很困难。他们所需要的实验设备的价格约为1亿日元,但是工作室的资金只有2.7-3.1百万日元,为了进行正常的研究,学生们一起讨论了自己的实验装置,克服困难的土着方法。

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  天野宏展示了自己的实验装置的照片,一瓶啤酒是非常重要的。实验加热需要使用线圈,线圈尺寸等于啤酒瓶的直径,我们围绕啤酒瓶线圈做。

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  天野鹤本科3年,硕士2年都参与了氮化镓的研究,但没有看到合成的希望。那个时候,他的家人也不支持他敲这个学习,已经停止了他的学费,所幸他拿到了奖学金,就有可能继续这个博士课程。

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  Amano Hiro在最后一年的硕士学位上受到了老师的启发,考虑在蓝宝石衬底上制作低温缓冲层,然后在其上制作氮化镓单晶的方法,实验表明:这种方法可以制成高度结晶的氮化镓晶体,实现这种高质量的氮化镓单晶被认为是蓝色LED技术的突破性的一个。

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  此后,Akihiro Akihiro时代,赤崎勇工作室已经成功做出了P型结。在这些研究的基础上,1993年,中村修二成功地发明了高亮度的蓝色LED,使得在照明和显示器中使用LED成为可能。

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  LED可以为节能做出很大的贡献

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  LED对节能有多大贡献?天野表示,据有关资料显示,如果日本的LED照明普及,则可以节省7%。

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  这种节能便携式照明对当地文化也有很大的帮助。蒙古仍然有很多人保持游牧习惯,没有稳定的电力供应,他们的照明LED的普及得到了很大的保护,可以在帐篷里看电视。

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  我很高兴听到这个消息。在没有基础设施的情况下,LED可以照亮全球15亿人口。天野浩说。

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  除了LED照明和显示器之外,天野公司开发的氮化镓晶体也用于节能的其他方面。

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  驱动电机使用比照明更多的电力。日本100%的电机变频器达到节电的目的。但是,当逆变器将直流电转换成交流电时,大约有5%的能量损失。经过多次转换后,大约四分之一的能量损失。

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  天野表示,逆变器硅在半导体材料中以氮化镓,尺寸可以做硅的十分之一,损耗可以降到原来的十分之一。名古屋大学的研究证实,这种方法的广泛使用可以节省日本10%的电力消耗。

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  关于未来的社会,日本内阁府设想了一个超级智能化社会,它利用大数据和实时反馈来实时处理数据。大量信息的传输需要增加频率,增加传输频率也是氮化镓材料。

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  另外,天野还参与深紫外LED的开发,这种LED也是由氮化镓制成的。杀死大肠杆菌至99.9%。

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  据联合国统计,全世界有6.63亿人没有安全饮用水,有24亿人无法使用卫生厕所。紫外线LED可以为这些人使用的清洁水源做出贡献。

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  做科研的目的应该是造福世界人民

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  诺贝尔奖颁发了一定的滞后,一个研究成果要通过时间降水来证明其价值将得到诺贝尔肯定。

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  蓝色LED发明21年来,LED已被大规模地用作新能源。 2014年,赤崎勇,天野晃,中村俊介分享了诺贝尔物理奖对蓝色LED的贡献。演示文稿指出,蓝色LED的出现使我们能够以全新的方式创造出白光。随着LED灯的诞生,我们有了一种更耐用,更高效的新技术来取代古老的光源。

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  天野北陆诺贝尔奖获得者是完全出乎意料的,诺贝尔奖宣布他是从名古屋飞往法兰克福,甚至连注意都没有。许多听到这个消息的日本人在机场等着他,从机场出来的天野裕子认为他们在等待一个艺人彻底搞错了,被记者拦住了。

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  这是我第一次听到我的奖品,我非常惊讶。 \\ u0026

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  Amano Akihiro表示,获奖是一件非常高兴的事情,但没有研究人员是获奖的研究。在我的学生时代,一年365天,在实验室365天,只有在家里过年。做研究从早上10点钟到午夜2点半,除了吃不停,没有时间做别的事情,不想做,因为学习太好玩了。

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  他一再提到科研人员应该研究,目的应该是造福世界人民。据报道,最近有报道说,世界上最富有的8个人的财富大致相当于世界上一半的穷人,科学研究不适合这样的人,我坚信这一点。一个话题,基尼系数自20世纪80年代以来发生了巨大的变化,我认为科技是消除这种不良现象的最好工具。

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