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速報! ノーベル物理学賞2014日本人トリプル受賞!!

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“スウェーデン王立科学アカデミーは7日、2014年のノーベル物理学賞を、青色発光ダイオード(LED)を開発した名城大学の赤﨑 勇教授(85)と名古屋大学の天野浩教授(54)、米カリフォルニア大学サンタバーバラ校の中村修二教授(60)の3人に贈ると発表した。

 これで日本のノーベル賞受賞者は22人となった。賞金は800万スウェーデン・クローナ(約1億2000万円)で、3人で分ける。授賞式は12月10日、ストックホルムで行われる。(引用: 読売新聞)”

 

ということで、今年のノーベル物理学賞は青色発光ダイオードを発明した、赤﨑 勇教授天野浩教授中村修二教授の3名が受賞されました。

日本人初の工学博士での物理学賞だそうです。

ケムステでは化学賞で、:Nicholas Holonylak, Jr.(ニック・ホロニアック)、M. George Craford(ジョージ・クラフォード)、 Isamu Akasaki (赤崎 勇)、Shuji Nakamura (中村 修二)のいずれかが受賞すると予想(記事の下の方に予想があります)していましたが、物理賞でしたか!うれしいですが残念!

消費電力が少なく、長寿命であることから発光ダイオード(LED)は新たな照明やディスプレイへの応用に期待されていましたが、青色LEDの開発が困難とされてきました。その開発が困難とされた青色LEDを開発、量産化できるようにしたのが、今回受賞された赤﨑 勇教授、天野浩教授、中村修二教授なのです。この記事では受賞に関しての速報を行いたいと思います(随時追記していきます)。

 

 200px-Blue_light_emitting_diodes_over_a_proto-board.jpgGaN.jpg

画像:青色発光ダイオード(左)と窒化ガリウム(右)

青色LEDには現在窒化ガリウム(GaN)が用いられています。GaNは他の半導体と比較して、放熱性に優れていることから高温での動作が可能であり、また絶縁破壊電圧が高いことから、電子デバイスとしての応用に優位な材料でした。

そもそも、LEDの歴史としては、1962年にNicholas Holonylak赤色を発明、1972年にM. George Crafordにより黄色が開発されていましたが、その後20年ほどあともう一種類の光の三原色、つまり白色や色を完全に表現できる青色だけ抜けていたのです。

格子定数と熱膨張定数がGaNに近い基板が存在しなかったため、高輝度な青色LEDに必要な良質な結晶が作製できず、良質な結晶が得やすいセレン化亜鉛(ZnSe)を用いて青色LEDの開発、量産化を試みましたが、寿命が短く製品化には至りませんでした。

この問題を解決したのがサファイア基板上へのバッファ層技術でした。赤﨑教授と天野教授はこの技術を実現し、それによってp型結晶、n型結晶、pn接合による青色LEDなどの作製技術を確立し、高輝度の青色LEDを開発しました。 [1] [2]

そして中村教授はそれらの技術を元にツーフロー有機金属気相成長法(MOCVD)を提案し、[3]1993年世界ではじめて高輝度青色LEDの工業化・量産化に成功しました。

2015-09-17_18-58-07

LEDの開発の歴史(出典:Burux)

このような当時開発が不可能とされた青色LEDを世界ではじめて開発し、量産化に成功した日本人の研究者3名の教授の功績が讃えられ、本日ノーベル物理学賞を受賞しました。同じ日本人として*非常に嬉しい限りです。本当におめでとうございます!

詳報は明日以降にゆっくりと行いたいと思います。

さて、明日は化学賞!このまま日本人が続くのか?Amazon1万円分が当たる投票も行っていますので、ぜひご参加ください。なお、日本人でなくても誰でもケムステでは速報を出します!

*中村修二教授は米国籍を取得しており現在では国籍上アメリカ人となっております。

 

関連文献

  1.  Amano, H.; Sawaki, N.; Akasaki, I.; Toyoda, Y. Appl. Phys. Lett. 198648, 353. DOI:10.1063/1.96549
  2. Amano, H.; Kito, M.; Hiramatsu, K.;  Akasaki, I. Jpn. J. Appl. Phys. 198928, L2112. doi:10.1143/JJAP.28.L2112
  3. a) Nakamura, S. Jpn. J. Appl. Phys. 1991, 30, L1705 DOI: 10.1143/JJAP.30.L1705 b)Nakamura, S.; Senoh, M.; Mukai, T. Jpn. J. Appl. Phys. 1991, 30, L1998. DOI: 10.1143/JJAP.30.L1998

 

関連書籍

 

 

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  • 関連リンク

赤﨑 勇

赤崎勇 –  Wikipedia

Takeda Award Forum – 赤崎勇

Isamu Akasaki – Wikipedia

赤崎記念研究館

天野浩

天野浩 – Wikipedia

武田賞講演概要:天野浩

University Page: Hiroshi Amano

Amano Laboratory

中村修二

中村裁判 – Tech On!

エンジニアはジャパニーズドリームを見よ (Tech総研)

JST 中村修二氏の略歴

中村 修二 – Wikipedia

Shuji Nakamura – Wikipedia

発光ダイオード – Wikipedia

窒化ガリウム – Wikipedia

Professor Shuji Nakamura カリフォルニア大学サンタバーバラ校の紹介ページ。内容は薄い。

発光ダイオードって知ってる? NEDOによる解説ページ

Nichia ‘s Shuji Nakamura: Dream of the Blue Laser Diode (ScienceWatch)

中村修二の怒りの矛先 (Tech-On!)

中村修二・ひろゆきが語る”エンジニア幸福論” (Tech総研)

レオ

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Ph.D取得を目指す大学院生。有機太陽電池の高効率を目指して日々研究中。趣味は一人で目的もなく電車に乗って旅行をすること。最近は研究以外の分野にも興味を持ち日々勉強中。

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