中村修二、天野浩和赤崎勇（从左至右）
因从智能手机、电脑屏幕以及随处可见的蓝色发光二极管（LED）认识到其发明能潜在地减少全球的电力消耗，2014年诺贝尔物理学奖授予了赤崎勇、天野浩和中村修二三位出生在日本的科学家。
自20世纪50年代起，绿色LED和红色LED已经出现，之后长达几十年的时间里由于技术的挑战而无法制作出蓝色LED。直到90年代，名古屋大学的赤崎勇和天野浩与日亚化学公司的中村修二成功研制出了蓝色LED。
LED是由数层很薄的半导体材料组成。每层间“搀杂”着一些其他元素，这些元素在给层间提供电子的同时，也提供剩余的“空穴”（“空穴”里缺少的电子留下了正电荷），当施加电流时，各层间的电子和这些“空穴”结合后导致发光。
上世纪80年代开始，物理学家力图在材料上突破，以此制作出高功率的蓝色LED，但面临的技术障碍之一是如何制作出薄且高质量的氮化镓材料晶振，另一个障碍是如何使掺杂的氮化镓有效地发光。
当一些竞争对手将视线转移到其他材料的很长一段时间里，难能可贵的是赤崎、天野和中村仍然坚持用氮化镓材料，最终成功地克服了这些技术障碍，开启了一扇通往白色LED的大门。白色LED的效率近乎是传统灯泡的20倍。
大家知道，白色LED是由组合了一种或多种发光材料的蓝色LED芯片构成，这些发光材料把部分蓝光转换成更长的波长。比利时根特大学的材料科家德克·普尔曼（Dirk Poelman）说：“这导致了一场照明工业的革命，并将对家庭照明方式产生越来越多的影响。”
德国慕尼黑大学的材料化学家沃尔夫冈·施尼克（Wolfgang Schnick）说，这种发展“估计不会太快，但将节省全球电力消耗的20％。”在未来，蓝色LED可能会出现在一些便携式设备中用于对水消毒或杀菌，也许蓝色LED还会出现在电脑内存中，这种内存是通过光子而不是电子来存储数据。同样由赤崎、天野和中村发明的蓝色激光器，已经应用于蓝光光盘技术中。
2000年，中村修二离开日本来到了美国加州大学圣巴巴拉分校。2001年中村起诉“日亚化学”从他发明的蓝色LED专利中获得了丰厚收益，却给他很少的补偿。2005年1月，该案件有了裁定，“日亚化学”给中村8.4亿日元（当时约合810万美元）的补偿。英国斯特拉斯克莱德大学的光电子专家马丁·道森（Martin Dawson）说：“他几乎倾注全力在做这件事情――尽管这是他起初并不在意的东西。”
谈及10月7日接踵而来的电话采访时，中村说，拿奖的感觉“令人难以置信”。瑞典皇家科学院常任秘书斯塔凡·诺尔马克（Staffan Normark）说，他们三人也没料到能得到这个奖项。“他们没有渴望或焦虑的在等待诺奖委员会的电话通知。”
资料来源Nature
责任编辑 则 鸣