Am 8. September wird der Millenniumspreis verliehen • Lyubov Strelnikova • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Wissenschaft und Gesellschaft, Wissenschaft und Technologie

Der 8. September wird mit dem Millennium-Preis ausgezeichnet

Gewinner des Millennium-Preises 2006 sowie eine Million Euro Shuji Nakamura (Foto: Informnauka)

Am 8. September wird in Helsinki der Millennium-Preis 2006 verliehen. In diesem Jahr wird eine Million Euro von Professor Shuji Nakamura (Shuji Nakamura) eingenommen, dessen Forschung auf dem Gebiet der Optoelektronik eine revolutionäre Rolle im Alltag eines gewöhnlichen Menschen spielt und seine Qualität zum Besseren verändert.

Der weltweit größte Technologiepreis wurde im Jahr 2002 auf Initiative der Finnischen Akademie der Technologie, privater Technologieunternehmen und öffentlicher Organisationen ins Leben gerufen. Bewerber für den Award werden von Akademien, Universitäten, Forschungsinstituten und Industrieunternehmen aus allen Ländern der Welt nominiert. Aber der Gewinner ist derjenige, dessen Beitrag zur Verbesserung der Qualität unseres Lebens als der bedeutendste anerkannt wird. Dieser Preis wird alle zwei Jahre vergeben. Letztes Mal wurde es von Tim Berners-Lee (Tim Berners-Lee), dem Schöpfer des World Wide Web, empfangen. Diesmal war der zweiundfünfzigjährige Professor Shuji Nakamura der Gewinner.

In den frühen 1990er Jahren erschütterte Shuji Nakamura die globale wissenschaftliche Gemeinschaft, als er die Schaffung von Dioden ankündigte, die sehr helles blaues, grünes und weißes Licht sowie einen blauen Laser erzeugen.Aber was hat das alles mit der Lebensqualität eines gewöhnlichen Menschen zu tun? Ja, das direkteste. Mehrfarbige Warnlichter auf den Panels von Autos, Flugzeugen und Haushaltsgeräten, Christbaumlichter, Ampeln auf den Straßen und riesige Werbetafeln in den Städten sind alles LEDs.

Eine LED ist ein Halbleiter, der einen elektrischen Strom in Licht umwandelt. Die Möglichkeit, LEDs zu erzeugen, wurde in Russland eröffnet. Bereits 1923 bemerkte O. Losev, ein Mitarbeiter des Leningrader Instituts für Physik und Technologie, ein grünliches Leuchten, als ein Strom von nur 0,4 mA durch einen Siliziumkarbidkristall fließt. Heute wissen wir bereits, dass auf Siliziumkarbid basierende LEDs eine geringe Effizienz und eine geringe Quantenausbeute an Strahlung aufweisen, dh sie leuchten nicht hell.

Blaue LED auf Galliumnitridbasis mit Indiumadditiven (Foto: "Informnauka")

Halbleiter emittieren in einem schmalen Bereich des Spektrums und wählen Licht einer bestimmten Wellenlänge. Ob es rot oder blau sein wird, hängt von der Zusammensetzung des Halbleiters ab. In den 1960er – 1970er Jahren wurden LEDs auf der Basis von Phosphid und Galliumarsenid hergestellt. Sie emittieren in den roten, gelben und gelbgrünen Bereichen des Spektrums.In unserem Land produzierten sie Ende der 80er Jahre mehr als 100 Millionen LEDs pro Jahr, während die globale Industrie mehrere zehn Milliarden produzierte. Schon damals übertrafen LEDs herkömmliche Glühlampen in Bezug auf Lichtleistung, Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Es war jedoch nicht möglich, die LEDs aus blauem, grünem und weißem Licht zu machen.

Dieses Problem wurde Anfang der neunziger Jahre von Professor Nakamura gelöst, der zu dieser Zeit im Chemielabor der japanischen Firma "Nichiya" arbeitete. Er untersuchte den Film aus Galliumnitrid, der aus organometallischen Verbindungen ausgefällt wurde. Seine Arbeit war der Manipulation eines erfahrenen Kochs ähnlich. Eine Schicht, eine andere, etwas Indium, etwas Zink. So baute er Schritt für Schritt mehrschichtige Heterostrukturen auf der Basis von Galliumnitrid mit Indiumadditiven, die ein leuchtendes Blau ergaben. Und wenn Sie etwas mehr Indium hinzufügen, wird das Licht hellgrün. Und wenn Sie Phosphor in das System einbeziehen, stellt sich heraus, dass die LED weißes Licht gibt.

Professor Nakamuras blauer Laser (Foto: "Informnauka")

Knapp zwei Jahre später kündigte die Firma "Nichiya" die Entwicklung eines blauen Lasers an, der auf Halbleitern der gleichen Zusammensetzung basiert.Der Injektionslaser unterscheidet sich von der LED dadurch, dass das Licht durch zwei spiegelnde Kanten der Kristalle verstärkt wird. Sie bilden einen Resonator, der monochromatische kohärente Strahlung emittiert. Es war ein weiterer technologischer Durchbruch, der sich auch direkt auf uns auswirkte. In letzter Zeit wurden Galliumarsenid-basierte Laser mit einer Wellenlänge von 800 nm zur Aufzeichnung auf CD und DVD verwendet. Ein blauer Galliumnitridlaser mit der halben Wellenlänge ermöglicht eine vier- bis fünfmal größere Informationsaufzeichnungsdichte auf Platten. Dank des blauen Lasers auf der Disc können Sie 16-20 GB an Informationen aufnehmen.

Nun arbeitet Professor Nakamura in den USA an der Universität von Kalifornien in Santa Barbara und setzt die Forschung in diesem Bereich fort. Er entwirft das Design einer effektiven Leuchtstofflampe basierend auf einer LED. In den nächsten zehn Jahren werden sie Glühlampen ersetzen und enorme Energieeinsparungen in der ganzen Welt bringen. Der nächste Schritt ist eine ultraviolette LED, die die Sterilisation von Trinkwasser billiger und effizienter macht.

Lyubov Strelnikova, Agentur Informnuka


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