올해 노벨 물리학상은 청색 발광다이오드(LED)의 발명으로 보다 효율적이며 오래 가는 광원인 백색 LED의 고안을 가능케 한 아카사키 이사무, 아마노 히로시, 나카무라 슈지에게 돌아갔습니다.
노벨상 위원회는 이 발명을 “혁명적” 이라고 칭하며 “21세기는 LED 램프가 밝혀줄 것” 이라는 말을 남겼습니다.
이 세 과학자는 수많은 대기업에서 구현에 실패한 청색 LED의 발명에 성공했다는 업적으로 노벨상의 영광을 얻었습니다.
아카사키 박사와 아마노 박사는 일본 나고야 대학에서 공동으로 연구를 수행했으며, 현재 산타바바라 캘리포니아 대학 교수인 나카무라 박사는 토쿠시마에 위치한 니치아 화학회사에서 개별적으로 연구를 시작한 이후 개인 연구로 전환했습니다.
LED는 1950년대 후반 처음 발명되었고 처음에는 적색, 녹색광이 개발되었으나, 청색 LED의 구현은 과학자들에게 오랜 숙제였습니다. 청색광을 만들기 위한 핵심 소재가 갈리움 니트라이드라는 사실이 알려진 이후에도 크리스털의 크기를 충분히 키워야 한다는 문제가 남았습니다. 아카사키 박사와 아마노 박사는 1980년대 후반 이 문제의 돌파구를 찾았습니다.
갈리움 니트라이드를 알루미늄 니트라이드 층을 씌운 사파이어 위에서 성장시켰던 것입니다. 한편 나카무라 박사는 크리스탈의 성장을 촉진하는 온도 조작을 통해 같은 목적을 달성했습니다.
적색, 녹색, 청색 LED를 결합해 만들어낸 백색 LED 램프는 10만 시간 지속되며 이는 형광등의 10배, 백열등의 100배에 달합니다. 백색 LED는 와트당 출력이 300루멘에 달하는 효율적인 광원으로, 형광등에 비해서는 4배, 백열등에 비하면 20배 더 효율적입니다.
오늘날 우리는 LED 기반 컴퓨터 스크린, TV, 스마트폰, 조명, 블루레이 디스크 등 청색 LED 발명에 따른 다양한 혜택을 누리며 살아가고 있습니다. 에너지 효율이 높은 LED 램프는 이산화탄소 배출량 감소에 주요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 또한, LED는 저렴하며 현지에서 공급 가능한 태양열을 사용해 작동할 수 있기에 현재 전력 수급을 받지 못하는 전세계 15억 이상의 인구에게 조명을 공급할 수 있는 가능성을 품고 있습니다.
