Le prix Nobel de physique 2014 a été décerné aux chercheurs japonais Isamu Akasaki et Hiroshi Amano, ainsi qu'à l'Américain d'origine japonaise Shuji Nakamura, pour l'invention d'une source lumineuse économe et respectueuse de l'environnement : la lampe LED bleue à haute performance.
Isamu Akasaki (né en 1929) est professeur émérite à l'université Meijo de Nagoya. Hiroshi Amano (né en 1960) enseigne à l'université de Nagoya. Shuji Nakamura (né en 1954), quant à lui, est professeur à l'université de Californie à Santa Barbara.
Source lumineuse révolutionnaire
Abordable, durable et ultra-économe en énergie, la diode électroluminescente (LED) surpasse les ampoules à incandescence et les lampes fluocompactes sur tous les plans. Elle s'impose comme la technologie d'éclairage de demain pour la science, l'industrie et le quotidien. On la retrouve déjà dans les lampes torches, l'éclairage des vélos et les grands écrans publicitaires urbains. Mais ses ambitions sont bien plus vastes : sa faible consommation permet un fonctionnement à l'énergie solaire, illuminant ainsi plus d'1,5 milliard de personnes privées d'électricité dans le monde.
Les LED rendent l'éclairage domestique, urbain et industriel nettement plus économique. Une LED est dix fois plus efficace qu'une ampoule à incandescence et deux à trois fois plus qu'une fluocompacte. Avec un quart de la consommation électrique mondiale dédiée à l'éclairage, leur adoption massive contribue à préserver les ressources énergétiques planétaires. De plus, les LED requièrent moins de matières premières grâce à leur durée de vie exceptionnelle : environ 100 000 heures, soit dix fois plus qu'une fluocompacte et cent fois plus qu'une incandescence classique.
Une LED repose sur des couches de semi-conducteur : une couche n riche en électrons négatifs et une couche p déficiente en électrons (ou riche en "trous" positifs). Un courant électrique fait migrer électrons et trous vers une zone active où leur recombinaison génère de la lumière sous forme de photons. Contrairement aux ampoules classiques, qui dissipent beaucoup d'énergie en chaleur, la LED convertit efficacement l'électricité en lumière.
La couleur dépend du matériau semi-conducteur. Dans les années 1960, seules les lumières rouge et verte étaient possibles, idéales pour les afficheurs de calculatrices. Pour un spectre complet, la lumière bleue était essentielle. Le nitrure de gallium (GaN) promettait cette bleue, mais sa mise en œuvre, notamment la couche p, semblait impossible. Akasaki, Amano et Nakamura ont réussi ce défi à la fin des années 1980 après des milliers d'expériences, ouvrant la voie aux LED blanches universelles et révolutionnaires.
Source officielle : Annonce du comité Nobel.
