De Nobelprijs voor de Natuurkunde gaat dit jaar naar Isamu Akasaki, Hiroshi Amano en Shuji Nakamura voor hun onderzoek dat in de jaren negentig de basis vormde voor blauwe ledlampjes. Tegenwoordig worden deze leds gebruikt in zuinige en robuuste witte lampen die langzaamaan de wereld veroveren.
Toen in de jaren zestig de ledlamp werd uitgevonden, was haar kleurenpalet beperkt. De halfgeleiders waar de techniek op gebaseerd was konden infrarood, rood en groen licht produceren. En terwijl deze ledjes al snel toegepast werden, waren wetenschappers alweer naarstig op zoek naar manieren om het aantal kleuren uit te breiden.
Maar dat bleek lastig. Het duurde nog tientallen jaren voordat bijvoorbeeld de blauwe ledlamp het licht zag. Dat bleek een cruciale stap. De blauwe led vormt via een laagje fosfor de basis voor de populaire witte led. Het is mede daarom dat de Nobelprijs dit jaar naar drie van oorsprong Japanse wetenschappers gaat.
Het lukte Isamu Akasaki, Hiroshi Amano en Shuji Nakamura eind jaren tachtig om een methode te ontwikkelen om een kristal van galliumnitride te maken met de juiste eigenschappen voor het gebruik als blauwe led. Eerdere pogingen van andere wetenschappers waren onder andere gestrand op het feit dat deze halfgeleider moeilijk kristalliseert.
Akasaki en Amano van de Japanse Nagoya-universiteit zorgden voor het groeien van zuivere kristallen galliumnitride, terwijl Nakamura (tegenwoordig Universiteit van Californië, Santa Barbara) belangrijke bijdragen leverde voor het introduceren van imperfecties in het kristal. Juist deze imperfecties zorgen uiteindelijk voor de productie van fotonen.
Revolutie
Het Nobelprijscomité prijst de wereldwijde opmars van ledtechnologie. De efficiëntie en levensduur van ledlampen spelen daarbij een belangrijke rol. Het comité laat weten dat de ledlamp recentelijk nog een record lichtopbrengst vestigde van 300 lumen per watt. Daar steekt de gloeilamp met slechts 16 lumen per watt nogal schraal bij af.
Willem Vos, hoogleraar Natuurkunde van de Universiteit Twente die zelf ook onderzoek doet naar leds, is verheugd met de prijs voor de twee Japanners en Amerikaan (Nakamura is inmiddels genaturaliseerd). “De witte ledlamp heeft echt een revolutie veroorzaakt, ongeveer de helft van alle lampen die nu worden gemaakt zijn ledlampen. Het is terecht dat deze heren daar nu de Nobelprijs voor krijgen.”
Vos is vooral te spreken over Amano, Nakamura en Akasaki omdat ze met een klein team tegen de heersende opvattingen in gingen. “Ze waren eigenwijs, andere wetenschappers zeiden dat wat ze wilden niet kon. Toch gingen ze door en vonden uiteindelijk een oplossing.”