ทำไม ′บลูแอลอีดี′ ควรได้รางวัล ′โนเบล′

นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น 3 คน ประกอบด้วย อิซามุ อากาซากิ, ฮิโรชิ อามาโนะ และ ชูจิ นากามูระ คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์อันทรงเกียรติภูมิประจำปีนี้ไปครอง จากผลงานการค้นพบ "บลู แอลอีดี" หรือ ไลต์ อีมิตติ้ง ไดโอด ที่ให้แสงสีน้ำเงินออกมา

คำถามที่น่าสนใจก็คือว่า ทำไม บลู แอลอีดี ถึงได้รางวัลโนเบล แล้วแอลอีดีสีอื่นๆ ที่ค้นพบกันมานานแล้วถึงไม่มีรางวัลโนเบลให้?

"แอลอีดี" โดยหลักการพื้นฐานก็คือ "สารกึ่งตัวนำ" หรือ เซมิคอนดักเตอร์ อย่างหนึ่งนั่นเอง แต่ถูกประกอบขึ้นมาให้สามารถปล่อยแสงออกมาได้เมื่อถูกกระตุ้นให้ทำงาน สารเคมีที่เป็นส่วนประกอบอยู่ในแอลอีดีที่แตกต่างกัน จะทำให้แอลอีดีมีสีสันแตกต่างกันออกไป วิศวกรสร้างแอลอีดีขึ้นมาได้ครั้งแรกตั้งแต่ในทศวรรษ 1950 และ 1960 ในตอนนั้นนักวิทยาศาสตร์พัฒนาจนแอลอีดีสามารถให้แสงได้ทุกสี ตั้งแต่อินฟาเรดไปจนถึงสีเขียว แต่พยายามอย่างไรก็ไม่สามารถทำให้มีสีน้ำเงินออกมา

"บลู แอลอีดี" ทำไม่ได้ เพราะในตอนนั้นสารเคมีและคริสตอลที่ต้องสร้างขึ้นมาอย่างประณีตบรรจง ยังไม่สามารถสร้างได้ในห้องปฏิบัติการตอนนั้น

"บลู แอลอีดี" จึงไม่เพียงสร้างได้ยากเย็นแสนเข็นเท่านั้น ยังทรงคุณค่ามหาศาลอีกด้วย เนื่องจากมีแอลอีดีสีน้ำเงิน เราจึงสามารถสร้างหลอดแอลอีดีที่ให้แสงสีขาวออกมาได้ และด้วยหลอดแอลอีดีแสงสีขาวดังกล่าวนี้ จึงก่อให้เกิดจอคอมพิวเตอร์, สมาร์ทโฟน, จอโทรทัศน์ที่เป็นแอลอีดีขึ้น ตามด้วยหลอดไฟฟ้าแอลอีดี โดยที่ทั้งหมดนี้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าหลอดชนิดใดๆ ที่เคยคิดค้นกันมาก่อนหน้านี้

ที่สิ้นเปลืองพลังงานน้อยกว่านั้น เนื่องจากหลอดแอลอีดีเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าที่ได้รับมามากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ให้เป็นแสงสว่าง เทียบกับหลอดทุกอย่างชนิดที่มีไส้ ซึ่งเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าแค่ 4 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นให้เป็นแสงสว่าง นอกเหนือจากการประหยัดเงิน ประหยัดไฟแล้ว การกินไฟน้อยของแอลอีดีทำให้มีความเป็นไปได้ที่บรรดาคนที่อยู่ในพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ จะสามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการส่องสว่างได้ยาวนานกว่า

หลอดแอลอีดียังทนทาน มีอายุการใช้งานนานถึง 100,000 ชั่วโมง เทียบกับ 10,000 ชั่วโมง ของหลอดฟลูออเรสเซนต์แล้วมากกว่าหลายเท่าตัว

หลอดไฟแอลอีดีที่ให้แสงสีขาวสามารถทำได้ง่ายจากบลู แอลอีดี วิศวกรเพียงใช้บลู แอลอีดีเข้าไปกระตุ้นสารฟลูออเรสเซนต์ภายในหลอดให้กระจายออก ก็ทำให้แสงสีน้ำเงินเปลี่ยนเป็นแสงสีขาวได้แล้ว

แต่เพื่อสร้าง บลู แอลอีดี อิซามุ อากาซากิ และ อิโรชิ อามาโนะ ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยนาโงยา ต้องทำงานร่วมกันนานปีเพื่อหาวิธีสร้าง กัลเลียม ไนไตรด์ คุณภาพสูงอันเป็นสารเคมีหลักที่ใช้ในการสร้างแสงสีน้ำเงิน ก่อนหน้านี้แอลอีดีสีแดงและเขียว ใช้กัลเลียม ฟอสไฟด์ ซึ่งผลิตได้ง่ายกว่าเป็นสารหลัก นอกจากนั้นทั้งคู่ยังค้นพบด้วยว่า จะใช้สารเคมีใดเพิ่มเข้าไปทำปฏิกิริยากับกัลเลียม ไนไตรด์ เพื่อให้ได้สีน้ำเงินที่มีประสิทธิภาพออกมา ด้วยโครงสร้างกัลเลียม ไนไตรด์ อัลลอยที่ซ้อนกันเป็นหลายชั้น

ส่วน ชูจิ นากามูระ ซึ่งปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาบารานั้น ทำงานเพียงลำพัง แต่พบวิธีทำกัลเลียม ไนไตรด์คุณภาพสูงและสารเคมีที่จะทำให้กัลเลียม ไนไตรด์เรืองแสงสีน้ำเงินออกมาได้เช่นกัน นอกจากนั้นยังคิดค้นโครงสร้างกัลเลียม ไนไตรด์ อัลลอยที่เป็นของตัวเองขึ้นมาอีกด้วย