Laureaci tegorocznej nagrody Nobla w dziedzinie fizyki to Japończycy Isamu Akasaki, Hiroshi Amano oraz Amerykanin japońskiego pochodzenia Shuji Nakamura. Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła ich za "wynalezienie wydajnych niebieskich diod elektroluminescencyjnych (LED), które umożliwiły konstrukcję jasnych i oszczędnych źródeł białego światła". Akasaki (Meijo University, Nagoya University) i Amano (Nagoya University) pracują w Japonii, Nakamura (University of California, Santa Barbara) w Stanach Zjednoczonych.
Wynalazek tegorocznych Noblistów zrewolucjonizował nasz świat. Tak jak żarówka była jednym z symboli XX wieku, tak oświetlenie typu LED będzie symbolem wieku XXI. Dzięki niemu możliwe jest połączenie wysokiej wydajności i trwałości, a także zmniejszenie zużycia energii. W przeciwieństwie zaś do modnych na początku tego wieku lamp fluorescencyjnych, LED-y nie zawierają groźnej dla zdrowia i środowiska rtęci.
By otrzymać białe światło trzeba złożyć barwy podstawowe, o ile czerwone i zielone diody pojawiły się już dość dawno, w latach 60. minionego stulecia, z niebieskimi był problem. I właśnie tegoroczni laureaci na początku lat 90. pokonali tę przeszkodę, rozpoczynając prawdziwą rewolucję. Pojawiły się nie tylko nowocześniejsze, bardziej oszczędne lampy, ale też doskonalsze ekrany. Dziś, 20 lat później, tak zwane LED-owe oświetlenie pojawia się w naszych domach coraz częściej, staje się codziennością.
Dioda LED składa się z szeregu warstw materiałów półprzewodnikowych. Energia elektryczna jest w niej bezpośrednio przetwarzana na światło w procesie znacznie bardziej wydajnym, niż choćby w żarówkach, gdzie energia elektryczna zamieniała się najpierw w ciepło a potem w światło. Diody potrzebują więc mniej energii, zaś wydajnością biją wszystko, co skonstruowano przed nimi. Ich skuteczność świetlna sięga 300 lumenów na wat, podczas gdy w przypadku żarówek było to około 16 lumenów/W, a lamp fluorescencyjnych 70 lumenów/W. W sytuacji, gdy około czwartej części energii Świat zużywa na oświetlenie, oszczędności związane z powszechnym wykorzystaniem źródeł LED mogą być olbrzymie.
Nie bez znaczenia jest także trwałość diod LED, zwykłe żarówki mają trwałość liczoną w tysiącach godzin, lampy fluorescencyjne na poziomie 10 tysięcy godzin, w przypadku oświetlenia LED można liczyć nawet na 100 tysięcy godzin pracy. To znacznie zmniejsza zużycie materiałów, koniecznych do ich produkcji.
Pierwsze doświadczenia ze światłem emitowanym przez półprzewodniki prowadzono już ponad 100 lat temu, pierwszą diodę elektroluminescencyjną, emitującą światło czerwone skonstruowano jednak dopiero pod koniec lat 50. To co wystarczało jednak do budowy ekraników pierwszych kalkulatorów, czy oznaczania stanu gotowości urządzeń elektronicznych, nie dawało szans na budowę źródeł białego światła. Fizycy wiedzieli, że muszą skonstruować niebieską diodę. Prace, prowadzone w wielu laboratoriach, nie przynosiły jednak rezultatów.
Dioda LED składa się z różnych warstw półprzewodnika, warstwa typu n zawiera nadmiar elektronów, warstwa typu p ma ich z kolei za mało, są tam tak zwane dziury. Między nimi znajduje się warstwa aktywna, która umożliwia przepływ elektronów przy odpowiednio przyłożonym napięciu elektrycznym. Gdy elektron i dziura spotykają się, dochodzi do tak zwanej rekombinacji, której towarzyszy emisja fotonu światła. Jego barwa zależy od użytego do budowy diody materiału.
Akasaki, Amano i Nakamura próbowali zbudować niebieską diodę w oparciu o azotek galu, długo jednak nie byli w stanie stworzyć kryształów tego półprzewodnika o odpowiedniej czystości. Przełom nastąpił pod koniec lat 80., gdy Akasaki i Amano zauważyli, że kryształ rośnie szybciej, gdy jest bombardowany strumieniem elektronów mikroskopu elektronowego. Nakamura stosował inną metodę, hodując pierwszą warstwę kryształu w niższej temperaturze, a kolejne w wyższej. W obu przypadkach udawało się z powodzeniem hodować także trudniejszą w produkcji warstwę typu p.
Lata 90. były okresem rozwoju coraz bardziej wydajnych technologii, Akasaki, Amano i Nakamura zbudowali też w oparciu o niebieską diodę LED niebieski laser, który w końcu umożliwił zastąpienie technologii DVD, bardziej pojemnymi dyskami Blu-ray. Dziś niebieskie diody stały się elementem budowy wszelkich ekranów, od gigantycznych ekranów stadionowych, przez telewizory, po laptopy i smartfony.
Białe lampy można obecnie tworzyć w oparciu o niebieskie diody LED na dwa sposoby. Pierwszy z nich, to składanie obrazu z barw podstawowych przez łączenie zestawów diod niebieskiej, czerwonej i zielonej, drugi to otrzymywanie tych barw przez oświetlanie niebieskim światłem fosforu, który emituje światło zielone i czerwone.
