Physik-Nobelpreis 2014 für drei Lichtforscher

Höchste Ehre für die drei japanischen Forscher Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura, die mit der Entwicklung der blauen LED weiße LEDs erstmals möglich machten und so den Weg für das Licht der Zukunft ebneten.

Bild 1: Nur durch die Erforschung und Entwicklung von blauen LEDs wurden weiße LEDs möglich. ©VDI Technologiezentrum

Bild 2: Im BMBF-Wettbewerb „Kommunen in neuem Licht“ wurde die enorme Bandbreite von LED-Beleuchtungsanwendungen für den öffentlichen Raum in zehn unterschiedlichen Projekten demonstriert. ©Rietberg / Foto: Niklas Reiners

07.10.14

www.nobelprize.org

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an die drei Lichtforscher Isamu Akasaki (Meijo University, Nagoya, Japan und Nagoya University, Japan), Hiroshi Amano (Nagoya University, Japan) und Shuji Nakamura (University of California, Santa Barbara, CA, USA).

Am Dienstag gab das Nobelpreis-Komitee der Royal Swedish Academy of Sciences in Stockholm bekannt, dass die drei Physiker den mit umgerechnet 880.000 Euro (8 Millionen Schwedischen Kronen) dotierten Preis für die Entwicklung von Licht emittierenden Dioden (LED) erhalten, die blaues Licht emittieren. Dieser Fortschritt legte den fundamentalen Grundstein für den weltweiten Siegeszug der LED, da somit auch erstmals weiß emittierende LEDs ermöglicht wurden.

In den frühen 1990ern entdeckten Akasaki, Amano und Nakamura eine Möglichkeit, das schon länger erforschte Galliumnitrid-Halbleitermaterial (GaN), das blaue Lichtstrahlen emittierte, industrietauglich und hell herzustellen. Rote und Grüne LED konnten schon seit längerer Zeit produziert werden, doch um weiß emittierende LEDs zu erzeugen fehlte das „Blau“. So galt die Erforschung und Entwicklung von blauen LEDs lange als der „Heilige Gral“ unter den Lichtforschern.

Die relevanten Beiträge zu hochqualitativen und effizienten GaN-Dioden waren die Erforschung von Verfahren der p-Dotierung durch Magnesium und n-Dotierung, sowie die Realisierung von Heterostrukturen aus Galliumnitrid und Aluminium- bzw. Indium-Galliumnitrid. Mitte der 90er Jahre wurde von den Arbeitsgruppen sogar auch die Lasertätigkeit des Galliumnitrid gezeigt.

Danach ging die Weiterentwicklung der LED rasend schnell. Unter anderem gelang es einem deutschen, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forscherteam um den Physiker Klaus Streubel (Osram), durch Verbesserung des Kristalls, der Optiken und Gehäuse, deutlich hellere LEDs herzustellen. So wurden neue Anwendungsgebiete wie beispielsweise helle LED-Scheinwerfer oder die energieeffiziente und anpassbare Beleuchtung für kommunale Zwecke ermöglicht. Aus dem LED-Wettbewerb „Kommunen in neuem Licht“ des BMBF gingen zehn Leuchtturmprojekte hervor, mit denen das BMBF ab 2010 erstmals deutschlandweit die verschiedensten Bereiche und Beleuchtungsanwendungen von LEDs im öffentlichen Raum demonstrierte.

Die Entwicklung der ersten weißen LED vor rund 20 Jahren hat dank ihrer vielfältigen Vorteile, wie einem breiten Farbspektrum, ihrer Kompaktheit und der hervorragenden Energieeffizienz, zu einer grundlegenden Revolution in der Beleuchtung geführt.

Der Nobelpreis wird jedes Jahr am Todestag Alfred Nobels, dem 10. Dezember, in Stockholm verliehen.

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