logo IYL2015 IL FISICO DELLA SETTIMANA
Il Premio Nobel per la Fisica 2014 è stato conferito a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura for the invention of efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and energy-saving white light sources.

Isamu Akasaki (赤﨑 勇)

Kagoshima, Giappone, 30.1.1929 – vivente

Isamu Akasaki
L

aureatosi (B.Sc.) nel 1952 all’Università di Kyoto, si impiegò subito alla Kobe Kogyo Corporation (ora Fujitsu), in un gruppo di ricerca su nuovi materiali elettronici, in particolare schermi fluorescenti per cinescopi TV.

Nel 1959 entrò alla Università di Nagoya come ricercatore e, nel 1964, conseguito il dottorato in ingegneria elettronica all'Università di Nagoya, divenne professore associato. La sua attività di ricerca riguardava la crescita epitassiale in fase di vapore (VPE) di cristalli di germanio e l'analisi delle impurezze.

Nel 1964 divenne capo del laboratorio di ricerca di base e quindi general manager del dipartimento semiconduttori del Matsushita Research Institute Tokyo (MRIT), occupandosi di dispositivi optoelettronici. Nel 1968 sviluppò cristalli di GaAs con la più grande mobilità elettronica dell'epoca e, nel 1970, l'allora più brillante LED rosso a GaP.

Nel 1967 si dedicò all'AlN (nitruro di alluminio) e al GaN (nitruro di gallio), intuendone le possibilità come emettitore di luce blu. Mentre negli anni settanta i ricercatori abbandonarono il settore dei nitruri per la difficoltà di ottenere cristalli singoli di GaN di alta qualità, lui riuscì nel 1973 a produrre cristalli di GaN e sviluppare emettitori di luce blu con giunzioni p-n di GaN.

Nel 1974 con la tecnica di epitassia da fasci molecolari (MBE) produsse per la prima volta cristalli singoli di GaN e ottenne un finanziamento triennale governativo per la ricerca e lo sviluppo di emettitori di luce blu basati sul GaN.

Nel 1978 tornò alla ricerca di base sulla crescita di cristalli, sviluppando nuove tecniche (MOVPE) e nel 1981 tornò all’Università di Nagoya come professore.
Insieme a studenti e dottorandi, tra i quali Hiroshi Amano, ottennero significativi progressi nello studio della crescita e proprietà del GaN con numerose pubblicazioni e più di 200 brevetti. In pratica svilupparono tutte le tecnologie necessarie per i LED blu a giunzione p-n basati sul GaN.

Nel 1990 ottennero per la prima volta l’emissione stimolata nell’UV a temperatura ambiente, aprendo la strada ai diodi laser a nitruri, sviluppati nel 1995 (λ = 388 nm) e nel 1996 (λ = 376 nm).

Dal 1997 studiarono le difficoltà dovute al formarsi di campi piezoelettrici che riducevano l’efficienza e nel 2000 riuscirono a eliminarli, aprendo la strada allo sviluppo di emettitori di luce più efficienti.
Lavorarono anche su rivelatori UV ad alta sensibilità (2004), transistor a effetto di campo a eterostruttura AlGaN/GaN (2006), celle solari ad alta efficienza GaInN (2012), fotosensori (2013) ed altro.

Tutti i profitti dei numerosi brevetti sono stati devoluti alla costruzione dell’Istituto Akasaki della Università di Nagoya, inaugurato nel 2006, che oltre a laboratori di ricerca contiene anche una mostra sullo sviluppo e applicazioni del LED blu.

Dal 2002 è professore emerito della Università di Nagoya e della Università Meijo.

Ha pubblicato più di 730 lavori e ha collaborato a più di 50 libri. Ha ottenuto oltre al Nobel numerosi riconoscimenti in patria e fuori, quali il premio della IOCG - International Organization for Crystal Growth (1998), il Premio Jack Morton (1998) e la Medaglia Edison della IEEE (2011), il John Bardeen Award (2006), il Kyoto Prize in Advanced Technology (2009), il Premio Charles Stark Draper della statunitense National Academy of Engineering, oltre all’Ordine della Cultura conferito nel 2011 dall’Imperatore del Giappone.

Ha avuto dottorati onorari dalle Università di Montpellier e Linköping, ed è socio onorario dell’Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE.

Letture consigliate:
Link:

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/akasaki-interview.html (Intervista telefonica, 2014)


Hiroshi Amano (天野 浩)

Hamamatsu, Giappone, 11.9.1960 – vivente

Hiroshi Amano
N

ato nella città industriale di Hamamatsu, luogo natale di Kenjiro Takayanagi, pioniere della TV giapponese, e di Soichiro Honda, fondatore della Honda Motor, è stato  da sempre affascinato dall’ingegneria.

Non era molto attratto dallo studio durante le scuole elementari, ma alle superiori l’insegnante di matematica gli fece apprezzare il ragionamento logico e la risoluzione di problemi.

Nel 1979 si iscrisse alla Università di Nagoya per studiare ingegneria elettronica, il suo professore gli presentò la missione dell’ingegneria come beneficio per la popolazione e diventò convinto studioso, soprattutto dei computer recentemente sviluppati e commercializzati.

Nel 1982 al momento di scegliere l’argomento della tesi non erano disponibili tesi sui computer, ma seppe che si poteva fare ricerca sui LED blu al GaN presso il  laboratorio del professor Isamu Akasaki e scelse quello. La sua idea era quella di migliorare la vita delle persone producendo monitor televisivi senza gli ingombranti tubi catodici.

Si laureò (B.E.) nel 1983 e lavorando con gli altri studenti di dottorato e ricercatori alla crescita di cristalli nitruri mediante epitassia a fase di vapore metallo-organica (MOVPE), riuscì nel 1985 a produrre, con una tecnica di deposito a bassa temperatura, film sottili di GaN su zaffiro con proprietà cristalline, elettriche e ottiche superiori ai precedenti, lavoro pubblicato su Applied Physics Letters.

Durante una ricerca per il dottorato, che ottenne nel 1989, ai laboratori NTT (Nippon Telegraph and Telephone) trovò che la luminescenza blu aumentava notevolmente irradiando con elettroni il GaN drogato con Zn. Anche con questa tecnica (chiamata  LEEBI - low-energy electron beam irradiation) tuttavia non si otteneva la desiderata conduzione tipo-p, che riuscirono poi ad ottenere nel 1989 usando il Mg come drogante, fabbricando così il primo LED a giunzione p-n a luce blu/UV.

Nel 1991 il Dr. Shuji Nakamura alla Nichia Chemicals riuscì poi a crescere cristalli di GaN tipo-p con una diversa tecnica che, in seguito, diventò standard.

Nel 1992 si trasferì alla Università Meijo, sempre a Nagoya, per continuare a lavorare col prof. Akasaki; nel 1998 diventò Professore Associato e nel 2010 Professore ordinario, trasferendosi al Dipartimento di Ingegneria della Università di Nagoya come Direttore del Centro di Ricerca Akasaki,  dove tuttora lavora.

Ha pubblicato circa 390 lavori e contribuito a 17 libri e partecipato a numerosi convegni sul tema delle sue ricerche (anche come presidente).

Oltre al Nobel ha avuto numerosi premi in patria e l’Ordine della Cultura dalle mani dell’Imperatore nel 2014. È membro della Japan Society of Applied Physics (JSAP) e dell’Institute of Physics (IOP) inglese.

Dalla sua pagina web: Our mission is to improve the quality of human life by developing sustainable devices (i.e., environmentally friendly, long-life devices with high-efficiency energy conversion) using sustainable materials and low-cost device-processing technology. Group III nitride semiconductors are one of the most promising candidates to realize such novel devices.

E agli studenti: When I was a university student, the semiconductor industry was an exciting and pioneering industry. The situation changed drastically. Today, the Si-based industry is highly competitive with enormous investments and it is difficult to make new discoveries. In contrast, in case of compound semiconductors, particularly group III nitrides, even their material properties are still unknown, although their extremely high and wide potential is beyond doubt. Therefore, we are fortunate … If you would like to help change the world by developing new functional devices, why don't you visit us … If you are still lacking a dream or a purpose of your life, we will be happy to assist you to find your own dream.

Letture consigliate:
Link:

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/amano-bio.html

http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100001778_en.html



In questa settimana nascono: Bibliografia:
(pagina a cura di Antonio Gandolfi)
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