Wer nach seinem Smartphone greift, hält oft eine ausgezeichnete Erfindung in der Hand: Im Display des Telefons sorgen, wie in vielen Computern und Fernsehern, Leuchtdioden (LEDs) für das nötige Licht. Für die Entwicklung blauer Leuchtdioden, ohne die sich kein weißes LED-Licht erzeugen lässt, bekommen drei gebürtige Japaner in diesem Jahr den Nobelpreis für Physik. Die LEDs von Isamu Akasaki (85), Hiroshi Amano (54) und Shuji Nakamura (60) werden nach Ansicht des Nobel-Komitees die komplette künstliche Beleuchtung revolutionieren.

"Glühbirnen haben das 20. Jahrhundert erleuchtet, das 21. Jahrhundert wird von LED-Lampen erleuchtet werden", begründete das Komitee die Entscheidung. LEDs verbrauchen demnach nur etwa ein Viertel so viel Strom wie Energiesparlampen und halten zehnmal länger.

LEDs schonen mit ihrem niedrigen Energie- und Materialverbrauch nicht nur die Ressourcen der Erde. Sie bieten auch den 1,5 Milliarden Menschen auf der Welt, die ohne Stromnetz leben, die Chance auf künstliche Beleuchtung. Die dafür nötigen Batterien lassen sich beispielsweise mit einfachen Solarmodulen laden.

"Aber es gibt auch noch andere Anwendungen, die heute vielleicht noch nicht so weit verbreitet sind", erläuterte der Vorsitzende des Nobel-Komitees, Per Delsing. "Vielleicht gibt es in Zukunft tragbare LED-Geräte zur Wasserdesinfektion, denn UV-Licht kann Bakterien töten." Inzwischen lässt sich mit Leuchtdioden auch ultraviolettes (UV) Licht erzeugen. Rund drei Jahrzehnte lang hatten Forscher versucht, weißes LED-Licht zu produzieren. Leuchtdioden können immer nur Licht genau einer Farbe aussenden, weißes Licht ist jedoch eine Mischung mehrerer Farben: Um es zu bekommen, muss man Rot, Grün und Blau mischen, wie bereits der britische Physiker Isaac Newton im 17. Jahrhundert gezeigt hat.

Die Farbe einer LED hängt von den verwendeten Halbleitermaterialien ab. Rote und grüne LEDs gibt es seit den 1960er-Jahren. Schon früh war zudem klar, dass Galliumnitrid ein vielversprechendes Material für blaue Leuchtdioden war. Doch es schien lange unmöglich, Galliumnitrid-Kristalle in der nötigen Qualität zu züchten.

Mit allerlei chemischen und physikalischen Tricks und einer großen Portion Hartnäckigkeit schafften Akasaki und Amano sowie Nakamura unabhängig vonein ander den Durchbruch: Anfang der 90er-Jahre präsentierten sie die ersten blauen LEDs. "Dank der blauen Leuchtdiode können wir jetzt weiße Lichtquellen bekommen, die eine sehr hohe Energieausbeute und eine sehr lange Lebensdauer haben", so Delsing. "Ich glaube, dass Alfred Nobel sehr zufrieden wäre mit diesem Preis. Es ist wirklich eine Erfindung, etwas, das den meisten Menschen zugutekommt."

"Die blaue LED ist eine grundlegende Erfindung, die mit hohem Tempo die Art und Weise verändert, wie wir Licht in alle Winkel unserer Häuser, Straßen und Arbeitsplätze bringen - eine angewandte Erfindung, die aus einem grundlegenden Verständnis der Festkörperphysik stammt", lobte der Direktor des American Institute of Physics (AIP), Frederick Dylla, in einer Stellungnahme. Im Internationalen Jahr des Lichts, das die Vereinten Nationen für 2015 ausgerufen haben, wollen die Physiker nicht nur die Anwendung der Leuchtdioden in der Beleuchtung feiern, sondern auch im High-Tech-Bereich. So haben die jetzt nobelpreisgekrönten Forscher auch einen blauen Laser auf Basis ihrer blauen LEDs erfunden. Das hat zur Entwicklung der Blu-ray-Disc als leistungsfähigerem Datenspeicher geführt.