Počas svojej septembrovej návštevy na Slovensku japonský vedec, profesor Hiroshi Amano, ktorý v roku 2014 získal Nobelovu cenu za fyziku spolu s Isamu Akasakim a Shuji Nakamurom za „vynález efektívnych diód emitujúcich modré svetlo, čo umožnilo vytvoriť jasné a energeticky úsporné zdroje bieleho svetla“, prednášal aj na Univerzite Komenského v Bratislave. V prednáške sa profesor venoval témam modrého LED svietenia, zisku Nobelovej ceny, ako aj súčasnému výskumu zameranému na znižovanie spotreby elektriny, konkrétne o aplikácii LED svetiel. Profesor Amano návštivil Slovensko na pozvanie Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave a rektor UK prof. RNDr. Karol Mičieta, PhD., mu pri tejto príležitosti udelil Zlatú medailu UK.
Hiroshi Amano sa stal členom výskumnej skupiny profesora Isamu Akasakiho už v roku 1982, ešte ako študent. Odvtedy sa venoval výskumu rastu, charakterizácii a aplikácii nitridových polovodičov z grupy III. Tieto polovodiče sú známe ako materiály využívané v diódach emitujúcich modré svetlo. Už v roku 1985 vyvinul pomocou metódy nízkoteplotnej depozície bufferové vrstvy pre rast nitridových polovodičových (grupy III) filmov na safírovom substráte, čo nakoniec viedlo k realizácii diód emitujúcich svetlo a taktiež laserových diód. V roku 1989 úspešne pripravil GaN typu p a takisto vyrobil p-n prechodník na báze GaN a tým vlastne aj diódu emitujúcu UV/modré svetlo ako prvý na svete.
Hoci prvé červené LED diódy boli vyvinuté už v roku 1962 a zelené LED diódy v roku 1974, objav modrých LED diód v roku 1993 bol kľúčový. „Iba modré diódy sú schopné zobraziť bielu farbu,“ priblížil prof. Amano názornou ukážkou. Pri ich objave vyzdvihol svojho školiteľa prof. Isamua Akasakiho, ktorý bol presvedčený o význame nitridu gália (GaN) pre technológiu LED svetiel. Práve prof. Akasaki motivoval a povzbudzoval prof. Amana v jeho výskume.
V LED dióde je svetlo vyžarované prechodom prúdu cez p-n prechod, rozhranie medzi p-typ (pozitívny) a n-typ (záporný) polovodičom. LED diódy sú veľmi energeticky účinné svetelné zdroje. Pred prácami Amano, Akasaki a Nakamura existovali červené a zelené LED, ale pretože pokusy o modré LED neboli úspešné, LED diódy sa nemohli použiť ako zdroj bieleho svetla, čo si vyžaduje kombináciu modrého, červeného a zeleného svetla. Veľa úsilia bolo venované vytvoreniu modrej LED pomocou selenidu zinku (ZnSe) ako polovodičového materiálu. Avšak Amano a Akasaki sa rozhodli použiť nitrid gália (GaN), hoci nikto nevytvoril použiteľné GaN kryštály a p-typ GaN. V roku 1986 Amano a Akasaki vytvorili vysoko kvalitné kryštály GaN umiestnením vrstvy nitridu hliníka na zafírový substrát, kde dochádzalo k rastu zŕn. V roku 1989 Amano a Akasaki vyrobili p-typ GaN, ktorý pod elektrónovým mikroskopom žiaril oveľa jasnejšie, čo dokazuje, že elektrónové lúče by zlepšili materiál. V roku 1992 boli kombinované vrstvy p-typu a n-typu, aby vytvorili LED diódy vyžarujúce modré svetlo. (Nezávisle v rovnakom čase, Nakamura pracoval na modrom LED s mierne odlišnými technikami.)
V deväťdesiatych rokoch Amano a Akasaki pracovali na zefektívnení GaN modrých LED. Pracovali aj na modrých laserových diódach GaN, ktoré majú aplikáciu od medicíny po laserové projektory a ktoré tvoria jadro prehrávačov diskov Blu-ray.
V prednáške prof. Amano spomínal aj výskum, ktorému sa venuje po získaní Nobelovej ceny, kde tvrdí, že polovodiče typu nitridov, ako napr. nitrid boritý (BN), nitrid hliníka (AlN), nitrid gália (GaN) či nitrid india (InN), zohrajú kľúčovú úlohu vo vývoji osobných informačných systémov a sociálnych infraštruktúr budúcej generácie. „Do roku 2020 bude viac ako 70 % systémov verejného osvetlenia v Japonsku, ktoré tradične tvorili klasické alebo fluorescenčné lampy, nahradené LED lampami, čím sa celková spotreba elektriny zníži o približne 7 %, “ uviedol prof. Hiroshi Amano.
„Profesor Amano je povestný svojou zaujatosťou výskumom. Jeho laboratórium svieti vždy dlho do noci, a to aj cez víkendy, sviatky, ba aj na Nový rok, za čo si vyslúžilo prezývku hrad bez noci,“ priblížil dekan Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK prof. RNDr. Jozef Masarik, CSc.
*********************************************
Hiroshi Amano sa narodil 11. septembra 1960. Patrí k najvýznamnejším japonským fyzikom a vynálezcom v oblasti polovodičov. V roku 2014 získal Nobelovu cenu za fyziku spolu s Isamu Akasakim a Shuji Nakamurom za „vynález efektívnych diód emitujúcich modré svetlo, čo umožnilo vytvoriť jasné a energeticky úsporné zdroje bieleho svetla.“
Hiroshi Amano sa narodil v Hamamatsu v Japonsku. Jeho Bc., MSc. a PhD. získal postupne v rokoch 1983, 1985 a 1989 na Nagoyskej Univerzite.
Počas základnej školy bol brankárom futbalového mužstva a obrancom v softbale. Veľmi ho zaujímalo amatérske rádio a vôbec rádiotechnika. Vynikal v matematike. Vzťah k štúdiu sa u neho zmenil na strednej škole, kde tvrdo pracoval a stal sa vynikajúcim študentom.
Od roku 1988 do roku 1992 bol výskumníkom na Nagoyskej univerzite. V roku 1992 sa presunul na Meijo univerzitu, kde bol odborným asistentom. V rokoch 1998 – 2002 pôsobil na tejto univerzite vo funkcii docenta a v roku 2002 sa stal jej riadnym profesorom. V roku 2010 sa presunul na Nagoyskú univerzitu, kde je profesorom až doteraz.
Odborný garant textu: prof. RNDr. Ján Urban, DrSc., Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave
Informácie poskytli a zdroj informácii:
Anna Komová, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave
Mgr. Lenka Miller, poverená zastupovaním vedúcej oddelenia vzťahov s verejnosťou, Rektorát Univerzity Komenského v Bratislave
účasť na prednáške prof. Amana
https://www.britannica.com/biography/Amano-Hiroshi
Spracovala: Zuzana Vetrecin Čeplíková, NCP VaT pro CVTI SR
Foto prof. Amana: Univerzita Komenského v Bratislave
Ilustračné foto LED: NCP VaT pri CVTI SR
Uverejnila: VČ