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【動画】青色LEDの仕組みが52秒でわかる 常識覆すその発想

ノーベル物理学賞に決まった中村修二さんが生み出した青色発光ダイオード(LED)の作製法は、あえて困難な方法を選ぶという常識を覆す発想から生まれました。その結果、20世紀中には実現不可能といわれていた青色LEDが誕生したのです。

青色LEDの仕組みが52秒でわかる動画=CG・白井政行、上村伸也
青色LEDの仕組みが52秒でわかる動画=CG・白井政行、上村伸也 出典: 朝日新聞

目次

ノーベル物理学賞に決まった中村修二さんが生み出した青色発光ダイオード(LED)の作製法は、あえて困難な方法を選ぶという常識を覆す発想から生まれました。その結果、20世紀中には実現不可能といわれていた青色LEDが誕生したのです。

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【動画】青色LEDのしくみと結晶の作り方=CG・白井政行、上村伸也 出典: 朝日新聞

製品売れず「人が手を出さないこと」あえて選ぶ

中村修二さんが青色LEDの開発を本格化させたのは89年でした。赤色発光ダイオードに使うガリウムヒ素などを製品化していましたが、思うように売れず「難しくて、人が手を出さないことをやろう」と思ったからでした。

日亜化学工業時代の中村修二さん(1996年)
日亜化学工業時代の中村修二さん(1996年)
そこで、「難しくて、人が手を出さないことをやろう」と年、青色LEDの開発を本格化させた。
2014年10月8日:製品化 失敗500回の末 中村さん「20世紀中は無理」覆す」 [朝日新聞紙面から]

主流ではない材料あえて選ぶ

中村修二さんが青色LEDの材料の候補として選んだ窒化ガリウムは、主流の材料ではありませんでした。「既存の研究があまりなかったので、何か実験をすれば、すぐ論文が書けると思った」という考えからでしたが、実験は失敗の繰り返しでした。

青色LEDの材料の候補には、セレン化亜鉛と窒化ガリウムがあった。当時はセレン化亜鉛の結晶を使う方法が主流だったが、中村さんが選んだのは窒化ガリウム。主流ではなかったが、「既存の研究があまりなかったので、何か実験をすれば、すぐ論文が書けると思った」という。
2014年10月8日:製品化 失敗500回の末 中村さん「20世紀中は無理」覆す」 [朝日新聞紙面から]

結晶薄膜を層状に積み上げ、効率よく発光

中村さんは、性質の異なる結晶薄膜を層状に積み上げ、効率よく発光させる仕組みを開発。これが実用化に大きく道を開きました。

青色LEDの仕組み
青色LEDの仕組み
その後、性質の異なる結晶薄膜を層状に積み上げ、効率よく発光させる仕組みを開発。これが実用化に大きく道を開いた。
2014年10月8日:製品化 失敗500回の末 中村さん「20世紀中は無理」覆す」 [朝日新聞紙面から]

失敗500回、日亜化学工業を世界的企業に

中村修二さんは、500回以上の失敗を繰り返した末に、窒化ガリウムの結晶薄膜成長装置を作り上げます。そして、日亜化学工業は青色LEDを手始めに、95年に緑色LED、96年に白色LED、99年には青色半導体レーザーを製品化し、世界的な企業に成長しました。

大型LEDビジョンが並ぶスクランブル交差点では、日本人3氏のノーベル賞受賞のニュースも映し出された=7日夜、東京都渋谷区、川村直子撮影
大型LEDビジョンが並ぶスクランブル交差点では、日本人3氏のノーベル賞受賞のニュースも映し出された=7日夜、東京都渋谷区、川村直子撮影
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