Phát minh đèn LED của 3 người Nhật đoạt Nobel vật lý

Khoa học gia Isamu Akasaki, Khoa học gia Shuji Nakamura và Khoa học gia Hiroshi Amano - Ảnh: Reuters

Hội đồng trao giải Nobel Viện hàn lâm Khoa học hoàng gia Thụy Điển cho biết khi ba khoa học gia Nhật Bản Isamu Akasaki, Hiroshi Amano và Shuji Nakamura tạo ra các diode phát ánh sáng xanh dương những năm đầu 1990, họ đã giúp giải quyết một vấn đề nan giải kéo dài hàng chục năm trước đó và tạo ra một bước ngoặt lớn trong công nghệ chiếu sáng.

“Các diode xanh lá và đỏ đã xuất hiện từ khá lâu nhưng vì không có ánh sáng xanh nên không thể tạo ra các bóng đèn trắng. Bất kể các nỗ lực trong cả cộng đồng khoa học và ngành công nghiệp, bóng LED xanh vẫn là một thách thức trong ba thập kỷ” - Viện hàn lâm Khoa học của Thụy Điển giải thích.

Thắp sáng thế kỷ 21

“Điều thú vị là nhiều công ty lớn đã rất cố gắng thử làm điều này và thất bại. Nhưng những nhà khoa học này vẫn kiên trì cố gắng hết lần này đến lần khác và cuối cùng họ đã thật sự thành công” - ông Per Delsing, giáo sư thuộc Đại học công nghệ Chalmers, chủ tịch hội đồng trao giải, nhấn mạnh.

Ông Isamu Akasaki khi đó làm việc cùng với ông Hiroshi Amano ở Đại học Nagoya đã tạo các bóng LED màu xanh dương năm 1986 trên chất nền được tạo thành một phần từ saphire.

Bốn năm sau đó, ông Shuji Nakamura, khi đó là nhân viên một công ty nhỏ ở Tokushima (Nhật), cũng tạo ra đột phá tương tự nhưng thay vì chọn một loại chất nền đặc biệt, ông dùng nhiệt để phát triển các tinh thể quan trọng tạo thành bóng LED.

Bóng đèn LED ánh sáng trắng, kết hợp giữa ba ánh sáng đỏ, xanh lá và xanh dương, được chứng minh là có tuổi thọ kéo dài hơn và hiệu quả về mặt năng lượng. Bóng LED chuyển năng lượng điện trực tiếp thành ánh sáng thay vì thành nhiệt và ánh sáng trong các loại bóng khác.

Những bóng đèn này cho ra quang thông (tính bằng lumen) cao hơn trên đơn vị năng lượng đầu vào (tính bằng watt). Kỷ lục mới nhất của loại bóng này lên đến 300 lm/W, tức gấp 16 lần bóng đèn thường và 70 lần bóng đèn huỳnh quang.

Hội đồng trao giải nhấn mạnh đèn LED trắng không chỉ giúp tiết kiệm điện mà còn có tuổi thọ kéo dài. Tuổi thọ của đèn LED kéo dài đến 100.000 giờ, so với 1.000 giờ của bóng đèn sợi đốt và 10.000 giờ của bóng đèn huỳnh quang.

“Khoảng 1/4 tiêu thụ điện toàn cầu phục vụ nhu cầu chiếu sáng và các bóng đèn LED đã giúp tiết kiệm tài nguyên của Trái đất” - Viện hàn lâm Khoa học hoàng gia Thụy Điển nói thêm. Ước tính bóng đèn LED sẽ giúp giảm 4% tiêu thụ điện cho chiếu sáng của thế giới.

Đèn LED cũng hứa hẹn tăng chất lượng cuộc sống cho hơn 1,5 tỉ người trên toàn cầu không thể tiếp cận được lưới điện nhờ có công suất tiêu thụ điện thấp nên nó còn có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời giá rẻ.

Đa công dụng

So với năm trước, khám phá giành giải năm nay được đánh giá có ý nghĩa thực tế hơn. Ban trao giải cho biết phát minh của ba nhà khoa học chỉ mới có 20 năm nhưng hiện ứng dụng rất rộng rãi, từ đèn bàn, đèn chiếu sáng văn phòng, xe hơi cho đến đèn chụp ảnh trên các điện thoại di động, đèn màn hình máy tính.

“Những công dụng này sẽ khiến Alfred Nobel rất hạnh phúc” - giáo sư Olle Inganas của Đại học Linkoping, thành viên hội đồng trao giải, nói tại buổi họp báo.

“Thật không thể tin được” - ông Nakamura thốt lên khi bị đánh thức để thông báo ông đoạt giải Nobel. Khoa học gia Akasaki, 85 tuổi, làm việc tại Đại học Meijo và khoa học gia Amano, 54 tuổi, là giáo sư Đại học Nagoya.

Khoa học gia Nakamura, 60 tuổi, sinh tại Nhật nhưng mang quốc tịch Mỹ và hiện làm việc tại Đại học California, Santa Barbara. Ông Nakamura phát minh bóng đèn LED xanh dương khi làm việc cho Công ty Nichia nhưng không nhận được gì cho công trình của mình, cho đến năm 2004 khi tòa án Tokyo yêu cầu công ty này trả cho ông 20 tỉ yen.

“Đây là một thành tựu to lớn và Akasaki, Amano, Nakamura giành chiến thắng một cách xứng đáng” - giáo sư Colin Humphreys từ Đại học Cambridge tán dương. Giải thưởng cũng củng cố thêm danh tiếng của giới khoa học gia Nhật Bản.

Từ năm 1949 đến nay đã có tổng cộng 22 nhà khoa học Nhật Bản giành giải Nobel, trong đó bao gồm 10 nhà vật lý, hai nhà hóa học, hai nhà văn, hai nhà nghiên cứu y sinh và một nhà hoạt động được trao giải hòa bình.

Những người chiến thắng sẽ chia giải thưởng trị giá 1,1 triệu USD nhận vào ngày 10-12 tại Stockholm (Thụy Điển). Năm ngoái, giải thưởng thuộc về hai nhà khoa học cho công trình nghiên cứu lý thuyết về hạt Higgs.