שוג'י נאקאמורה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
שוג'י נאקאמורה, 2014

שוג'י נאקאמורה (יפנית: 中村 修二, Nakamura Shūji; (נולד ב-22 במאי 1954, באיקטה, מחוז אהימה, יפן) הוא מהנדס אלקטרוניקה ומדען יפני אזרח ארצות הברית, המשמש כיום כפרופסור בקולג' להנדסה של אוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה. נאקאמורה, יחד עם שני מדענים יפנים נוספים, הירושי אמאנו ואיסאמו אקאסאקי,[1] הוא זוכה פרס נובל לפיזיקה לשנת 2014.[2] נאקאמורה ושותפיו זכו בפרס על פיתוח דיודת ה-LED בצבע כחול, שאפשרה פיתוח וייצור של נורות לד חסכוניות באנרגיה.

הזכייה לוותה בביקורות קשות, כיוון שהזוכים בפרס, הם למעשה אינם אלו שפיתחו את הדיודה הכחולה, אלא רק אלו שתרמו להכנסתה לשימוש מסחרי, וכי הרברט פאול מארושקה וואלי רהינס, הם למעשה אלו שהמציאו את הדיודה הכחולה הראשונה.[3][4] כמו כן וועדת הפרס, התעלמה לחלוטין ממאמצי הפיתוח הנרחבים של ניק הולונייק ואולג לוסב, שהובילו לפיתוח דיודת ה-LED הראשונה.[5]

ביוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

נאקאמורה סיים ב-1977 תואר ראשון בהנדסת אלקטרוניקה באוניברסיטת טוקושימה, ושנתיים לאחר מכן תואר שני באותו תחום. הוא הצטרף לחברה קטנה בעיר טוקושימה, ניצ'יה (Nichia) כמיקלז, ושם החל במחקר של דיודות אור, במטרה לפתח דיודה פולטת אור כחול. בהסתמכו על מחקרים אחרים, הצליח נאקאמורה למצוא שיטה לייצור הדיודה הכחולה, שהייתה מתאימה גם לייצור המוני. הוא קיבל בתחילה רוח גבית מהחברה בה עבד, אך בהמשך החליטה החברה להשעות את המחקר בתואנה שהוא צורך משאבים רבים בכסף ובזמן. הוא המשיך לפתח את הלד הכחול בכוחות עצמו, ובשנת 1993 הצליח לייצר אותו.

ב-1994 קיבל תואר דוקטור להנדסה מאוניברסיטת טוקושימה. הוא עזב את חברת Nichia בשנת 1999 והחל לשמש כפרופסור להנדסה באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה. בשנת 2001 תבע נאקאמורה את מעסיקתו לשעבר, Nichia, בסכום של כ-190 מיליון דולר, על בונוס בגין התגלית, ולבסוף הגיע עמה לפשרה שלפיה שולמו לו 840,000,000 ין יפני (כ-8 מיליון דולרים אמריקאיים). בית המשפט העריך את שווי ההמצאה לחברה בכ-580 מיליון דולר.[6]

נאקאמורה עבד גם על פיתוח דיודות לאור ירוק, והיה שותף כמה שנים מאוחר יותר בפיתוח דיודות האור הלבן, שהן הבסיס לנורות הלד וכן בפיתוח דיודות לייזר כחולות המשמשות בדיסקים מסוג Blu-ray.

כיום משמש נאקאמורה כפרופסור לחומרים באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, ומחזיק בלמעלה מ-100 פטנטים. במהלך הקריירה שלו זכה נאקאמורה בפרסים רבים, בהם פרס הארווי מטעם הטכניון, בו זכה ב-2009. ב-2014 הוכתר כחתן פרס נובל לפיזיקה, יחד עם שני עמיתיו לפיתוח ההמצאה.

בהחלטתה קבעה ועדת הפרס כי "הם הצליחו במקום שכולם נכשלו". אקסאקי עבד עם אמאנו באוניברסיטת נגויה, בו-בזמן שנאקאמורה הועסק בניצ'יה כימיקלז, חברה קטנה בטוקושימה. ההמצאות שלהם היו מהפכניות. נורות הליבון האירו את המאה ה-20, המאה ה-21 תהיה מוארת על ידי נורות LED".[7]

הזכייה בנובל לוותה בביקורות קשות, כיוון שוועדת הנובל התעלמה לחלוטין מעבודתיהם של הרברט פאול מארושקה וואלי רהינס, ממציאי הדיודה הכחולה הראשונה בפועל,[3][8] וכן ממאמצי הפיתוח הנרחבים של ניק הולונייק ואולג לוסב, שהובילו לפיתוח דיודת ה-LED הראשונה,[9] וכי הזוכים היפנים אינם נושאים בפועל את הקרדיט שעליו הם זכו בנובל (המצאת ה-LED הכחול).

התגלית[עריכת קוד מקור | עריכה]

דיודות אור בשלושת הצבעים הבסיסיים

עד שנות התשעים היו דיודות פולטות אור בשימוש בעיקר בנורות בקרה למכונות ולמכשירים חשמליים, בשל העובדה כי לא הייתה בנמצא דיודה פולטת אור בצבע כחול, הדרושה כדי לייצר אור לבן. כדי לייצר אור לבן נדרש שילוב של שלושת צבעי היסוד: אדום, ירוק וכחול.[10] דיודות בצבע אדום ואינפרא-אדום פותחו כבר בתחילת שנות השישים, בסוף שנות השישים פותחו דיודות ירוקות וכתומות,[11] ובתחילת שנות השבעים פותחה גם דיודה פולטת אור צהוב.

מחקר רב התבצע מאז שנות השישים, בהן פותחה לראשונה דיודת האור האדום, כדי לפתח את הדיודה לאור כחול, אך פריצת דרך לא נראתה באופק. הבעיה העיקרית הייתה הקושי בייצור של מוליכים למחצה מסוג p המבוססים על גליום ניטריד, בעוד מוליכים למחצה כגליום ארסניד כבר היו בשימוש לייצור דיודות אור אדומות. ב-1972, הרברט פאול מארושקה וואלי רהינס מאוניברסיטת סטנפורד, פיתחו את הדיודה פולטת אור הראשונה שהאירה בצבע כחול מסוג גאליום ניתריד.[3][12] בשנת 1989, חברת Cree פיתחה דיודות אור כחולות מסוג צורן קרביד שגם הן היו חלשות, אולם אפשרו לייצר דיודות מחליפות צבעים מסוג RGB ואף אור לבן על ידי שילוב כל שלושת הצבעים ביחס עוצמות הנכון.[13][14]

לאחר הצטרפותו לחברת ניצ'יה החל נאקאמורה במחקר על דיודות אור, ובעיקר על דיודות מסוג GaN ( גליום ניטריד gallium nitride ), כדי לפתח את הדיודה פולטת אור בצבע כחול. בעבודתו הסתמך על מחקרה של קבוצה בראשות אקאסאקי, (שזכה אף הוא בפרס), שגילתה דרך להקרין אלומת אלקטרונים על גליום ניטריד מאולח במגנזיום. שיטה זו לא התאימה לייצור המוני, והפיזיקה שלה לא הובנה היטב. נאקאמורה הצליח לפתח שיטה לייצור המוליך למחצה, שהייתה הרבה יותר מתאימה לייצור המוני.

פיתוח דיודת האור בצבע כחול בבהירות גבוהה בשנות התשעים הביא לקראת סוף העשור לפיתוח של דיודות פולטות אור לבן ("WLED") בעוצמה מספקת כדי לשמש לתאורה, ולייצור של נורות לד שמחליפות בהדרגה את נורות הליבון הוותיקות. נמצא כי לנורות אלה נצילות של עד 50 לומן לוואט, ועם השנים פותחו גם כאלו עם נצילות של עד 100 לומן לוואט. משערים כי הן יכולות לפעול במשך 100,000 שעות לעומת נורות להט המחזיקות 1,000 שעות ופלואורסצנט המחזיקות 10,000 שעות, אולם אין עדיין הוכחות לאריכות חייו של ה-LED הלבן בתאורה הכללית, בשל היותה של הטכנולוגיה צעירה יחסית[15][16]. דיודות האור נמצאות כיום כמעט בכל מכשיר חשמלי, ובכלל זה בצגי מחשב וטלוויזיה, בסמארטפונים, בפנסי כלי רכב, וכאמצעי תאורה חוסכי אנרגיה.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא שוג'י נאקאמורה בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ עידו אפרתי, הוכרזו הזוכים בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2014 - מפתחי טכנולוגיית ה-LED, באתר הארץ, 7 באוקטובר 2014
  2. ^ אבי בליזובסקי, ‏פרס נובל בפיסיקה ליפנים מפתחי ה-LED הכחול ומהפכת התאורה, באתר "הידען", 7 באוקטובר 2014
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Nobel Shocker: RCA Had the First Blue LED in 1972, IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News
  4. ^ "Oregon tech CEO says Nobel Prize in Physics overlooks the actual inventors". OregonLive.com. בדיקה אחרונה ב-11 באוקטובר 2016. 
  5. ^ "Nobel Prize: Inventor of red LED criticises committee for overlooking". The Independent (באנגלית). 8 באוקטובר 2014. בדיקה אחרונה ב-11 באוקטובר 2016. 
  6. ^ http://www.nytimes.com/2005/01/12/business/worldbusiness/12light.html?oref=login&_r=0
  7. ^ http://hebrew-academy.org.il/topic/hahlatot/missingvocalizationspelling/
  8. ^ "Oregon tech CEO says Nobel Prize in Physics overlooks the actual inventors". OregonLive.com. בדיקה אחרונה ב-11 באוקטובר 2016. 
  9. ^ "Nobel Prize: Inventor of red LED criticises committee for overlooking". The Independent (באנגלית). 8 באוקטובר 2014. בדיקה אחרונה ב-11 באוקטובר 2016. 
  10. ^ ד"ר משה נחמני, ‏תרומת זוכי הנובל: לדים כחולים ממלאים את העולם באור חדש, באתר "הידען", 8 באוקטובר 2014
  11. ^ 50 year history of the LED
  12. ^ "Oregon tech CEO says Nobel Prize in Physics overlooks the actual inventors". OregonLive.com. בדיקה אחרונה ב-11 באוקטובר 2016. 
  13. ^ LEDs - Gallium Indium Nitride UV, violet, purple, blue, aqua, turquoise, green, white. Also Gallium Arsenide and others. New LED MUSEUM! GaN, InGaN, SiC, GaAs, GaP, GaAlP, ZnSe, flashlight, flashlights., www.ledmuseum.net
  14. ^ Cree Inc. History, www.cree.com (בen)
  15. ^ "One in four 'long-life' bulbs doesn't last as long as makers claim". Mail Online. בדיקה אחרונה ב-4 באוקטובר 2017. 
  16. ^ 4 answers: Why do my LED bulbs burn out? - Quora, www.quora.com (בen)