昨日のノーベル物理学賞受賞を受けて、青色LED(発光ダイオード)について、理科の福塚先生が、3年生の選択授業で、特別授業をしてくださいました。
LEDとは、電気を流すと発光する半導体のことで、ろうそく・ガス灯、白熱灯、蛍光灯に次ぐ「第4世代の明かり」と呼ばれています。
長寿命、低消費電力、小型化が容易なことが長所で、基本原理は1962年にアメリカ人が発明したそうですが、実用レベルの明るさをもつ赤色、緑色、青色は、すべて日本人が開発・製品化したそうです。
光の3原色がそろったことで、特に白色光の実現が大きく、あらゆる色の合成が可能になったとのことです。
信号機、電光掲示板、懐中電灯、スマートホン等々、私たちの暮らしになくてはならないものばかりで、多大な恩恵を受けています。
そのLED(発光ダイオード)の原理を、実に分かりやすく丁寧に教えてくださいました。
電子と正孔(電子の抜けた穴)が、半導体の中で結合する際に、光を発するという原理です。
では何故、赤色や緑色が先に発見され、実用化が進む中、青色だけがなかなか開発できなかったのでしょうか?!
それは、光の波長には長短があり、赤色は波長が長く、エネルギーとしては小さくて済むが、青色は波長が短いために大きなエネルギーが必要になる。
(※赤外線と紫外線の影響については、もうすでに学習済みとのこと)
よって、青い光を出すには、大きなエネルギーが必要となり、それが技術的に困難を極めたそうです。
また、そのための装置として、サファイア基板と窒化ガリウムという結晶を合わせるのも、実は、実験中に起きた偶然の産物で出来たそうです。
今まで、多くの研究者が失敗する中で、最後まであきらめずに信念を貫いたからこその「偉業」だと思います。
「失敗の中に成功の種がある。」と信じて、やっていけば何事も成就するということですネ。(*^。^*)
いやあ、実に、科学って面白いですね。
福塚先生、有難うございました。(*^。^*)