De Nobelprijs voor de natuurkunde gaat naar de ontwikkeling van de blauwe led. Deze doorbraak in de toegepaste fysica zorgde voor een veel efficiënter alternatief voor de ouderwetse gloei- of spaarlamp. 

De groene en rode led bestonden al langer, maar tot het Nobelprijswinnende onderzoek van Akasaki, Amano en Nakamura, bleken blauwe leds bijzonder lastig te maken. De drie kleuren samen kunnen worden gebruikt om wit ledlicht te produceren.
De groene en rode led bestonden al langer, maar tot het Nobelprijswinnende onderzoek van Akasaki, Amano en Nakamura, bleken blauwe leds bijzonder lastig te maken. De drie kleuren samen kunnen worden gebruikt om wit ledlicht te produceren.

De Nobelprijs voor de natuurkunde van 2014 is gewonnen door de Japanse fysici Isamu Akasaki, Hiroshi Amano en de Amerikaan Shuji Nakamura. Dat maakte de Zweedse Koninklijke Acadenue van Wetenschappen vanmorgen bekend. De fysici ontvangen de prijs voor hun grensverleggende werk aan de ontwikkeling van de blauwe led, de laatste stap naar wit led-licht.

Led-licht is veel efficiënter dan oudere lichtbronnen als de gloei- en spaarlamp. Gloeilampen leverden per watt verbruikte elektriciteit zo’n 16 lumen. Lumen is een eenheid voor de totale hoeveelheid licht die de lamp levert. Gloeilampen zetten elektriciteit naar licht om door een gloeidraad te verwarmen. Daardoor ging veel energie als warmte verloren. De zuinigere spaarlamp deed het een stuk beter. De gloeiende gassen uit de spaarlamp leverden meer licht, maar ook nog altijd warmte. Spaarlampen haalden zo’n 70 lumen per watt. Het record voor de witte led-lamp staat op dit moment op een indrukwekkende 300 lumen per watt. Dat dat mogelijk is, komt omdat leds elektriciteit (elektronen) direct omzetten in lichtdeeltjes (fotonen), en dus geen warmteverlies maken.

Zwijgend higgsboson
LEES OOK
Zwijgend higgsboson

Productiemethode

Toen Akasaki, Amano en Nakamura in de jaren negentig speurden naar manieren om een blauwe led-lamp te maken, waren rode en groene led-lichten al wel beschikbaar. Beiden bleken echter veel gemakkelijker te produceren dan de blauwe variant. Dat deze desondanks hoog op de wensenlijst van technologen en natuurkundigen stond, kwam omdat je alleen door rood, groen en blauw licht te combineren, daadwerkelijk wit licht kunt maken.

Akasaki en Amano slaagden er uiteindelijk als eerste in om een blauwe led te bouwen met de halfgeleider galliumnitride. Later lukte Nakamura hetzelfde, maar op een iets andere manier. Alle drie bedachten ze een betrouwbare productiemethode voor galliumnitride, met kwalitatief hoogwaardige versies van het materiaal tot gevolg. Tot dan toe bevatte het deeltjesrooster van de halfgeleider meestal erg veel defecten. Behalve de blauwe leds, ontwikkelden de fysici ook de eerste blauwe laser – een doorbraak die onder meer leidde tot de ontwikkeling van de Blu-Ray speler.

Het Nobelprijscomité maakt in zijn persbericht expliciet melding van het grote maatschappelijke belang van de winnende doorbraak. Grofweg een kwart van het elektriciteitsverbruik op aarde wordt volgens hen gebruikt voor verlichting.

Bekijk hieronder de aankondiging in Stockholm vanmorgen.

Lees verder: