２０１４年１０月７日、２０１４年度のノーベル物理学賞に日本生まれの科学者３名が選出された。
赤崎勇、名城大学教授（８５）。天野浩、名古屋大学教授（５４）。中村修二、カリフォルニア大学サンタバーバラ校教授（６０）。
受賞理由は青色発光ダイオードの実用化。受賞者は皆、青色発光ダイオードの実用化において重要な役割を果たした人物だ。天野浩氏は名古屋大学教授だった赤崎勇氏の下で活動していた弟子に当たる人物で、中村修二氏は発光ダイオード生産において今では世界的なシェアを持つ日亜化学工業の研究員だった。
青色発光ダイオードの実用化にあたって三者はそれぞれ別々の技術開発で貢献しているが、青色発光ダイオードが発明され、実用化されるまでの過程を順を追って説明していきたい。
注目されなかった世界初の青色発光ダイオードの発明（赤崎氏）
青色発光ダイオードが製品として十分な性能を持って「実用化」されたのは１９９０年であるが、実は窒化ガリウム結晶によって作られた青色発光ダイオードは１９７０年台に赤崎勇氏によって最初に発明されている。ただ、実用に耐えうるものではなく、現在使われている青色発光ダイオードと比べると雲泥の差だが、当時としては革新的な発明だった。
にも関わらず世間の反応は芳しくなく、あまり注目されることはなかった。何故なら１９７０年代当時、青色発光ダイオードを発光させるための結晶に、窒化ガリウムの使うのは異端だと思われていたからだ。
発光ダイオードは半導体内部の電子の動きによって発光するが、光の色は電子が流れる半導体結晶の性質によって変わる。青色の光を出す半導体結晶として注目されていたのは窒化ガリウムとセレン化亜鉛だったが、窒化ガリウムによる青色発光ダイオードには非常に多くの難題が残されており、商用レベルには絶対になら無いだろうと思われていた。
つまり、青色発光ダイオードには窒化ガリウム版とセレン化亜鉛板が存在していて、世界のトレンドはセレン化亜鉛による青色発光ダイオードであり、窒化ガリウム版は売り物になら無いと思われていたのだ。
そのため、薄ぼんやりと青く光る窒化ガリウムの青色発光ダイオードは、せいぜいここまでが限界だろうと思われて見限られてしまった。それは赤崎氏が当時勤務していた松下電器も同じ考えであり、松下電器は窒化ガリウムによる発光ダイオードの商品化をこの時点で諦めてしまう。
それでも赤崎氏は諦めなかった。
「我一人荒野を行く」と語った赤崎氏は、それでも窒化ガリウム結晶による青色発光ダイオード開発に拘った。
そして１０年の月日が経ち、大きな転機が訪れる。
「窒化アルミニウム・バッファ層」法の発見（赤崎氏・天野氏）
赤崎勇氏は名古屋大学に研究チームを移し、研究を続けていた。
そして、当時院生であった天野浩氏が赤崎氏の研究チームに加わることとなる。
松下電器での研究結果を活かし、赤崎氏は新たにMOVPE法と言う旧来の手法の良い点を活かし、悪い点を克服したような新たな結晶成長法を見つけ出す。しかし、それだけではより品質の高い窒化ガリウム結晶を生み出すことが出来なかった。
というのも、窒化ガリウムでの実用化が不可能だと思われていた理由の一つに、窒化ガリウム結晶を作るための「台座となる基板に最適なものが世界に存在しない」と言う理由があったからだ。言ってみれば、形の合わない凸凹な台座の上でジェンガをやるようなもの。多少は結晶を作れるかもしれないが、大きくて綺麗な結晶は作れず、十分に明るい青色の光を生むことは無いと思われていた。
そこで考えられたのが、窒化アルミニウムのバッファ層を台座となる基板と窒化ガリウム結晶の間に作ると言う手法。つまり、凸凹で形の合わない台座の上に平らな下敷きを置くと考えると分かりやすい。その下敷きの上でなら、今まで以上に綺麗な結晶を作れるのだ。
後に、更に良質なバッファ層の素材（下敷き）が見つかるが、バッファ層を使うことによって事実上窒化ガリウムの結晶の精製法は確立したと言って良い。
だが、青色発光ダイオードを実用化するまでには、まだまだ大きな壁が残されていた。
窒化ガリウムのP型化とインジウム合金の精製（赤崎氏・天野氏）
窒化ガリウム結晶による青色発光ダイオード開発には、３つの難題が存在していた。
１．窒化ガリウム結晶に合う基板が存在しない事 → バッファ層によって解決
２．窒化ガリウムでプラスに荷電するP型とマイナスに荷電するN型の２つは作れない事
３．窒化ガリウム単体では青色の光を生むことが出来ない事
１番は既に解決していたが、２番と３番はまだ解決していなかった。特に２番が大きな障害だった。
発光ダイオードの半導体には、電子が少ない（プラス荷電）のP型と電子の多い（マイナス荷電）N型の半導体が必要で、窒化ガリウムではN型しか作れないだろうと考えられていた。
しかし、これも天野氏と赤崎氏の研究チームが解決する事になる。
天野氏は「電子ビーム照射」法と言う手法を用いて、窒化ガリウムをP型化することに成功する。さらに、窒化ガリウム単体では紫外線レベルの光しか出さないものの、インジウムを加える事で青色の光が発生する事は分かっていた。そして、NTTの松岡隆志氏（受賞は逃す）が、窒化ガリウムとインジウムを合成した結晶成長に成功。
これによって、窒化ガリウムを用いた青色発光ダイオードを実用化するための全ての障害が取り払われた。
青色発光ダイオード普及を加速させた「２フロー」法（中村氏）
全ての障害が無くなり、ある程度の実用化の目処は立ってきたものの、おそらくこれだけでは今日のような青色発光ダイオードの世界規模での普及はありえなかっただろう。
上述の赤崎氏・天野氏・松岡氏の発見を踏襲し、当時日亜化学工業の研究員だった中村修二氏が大きな発見することとなる。それが「ツーフローMOCVD」法と「アニール」法による、より高品質で効率のよい窒化ガリウム結晶成長と窒化ガリウムのP型化だった。
これにより青色発光ダイオードは大きな品質向上を遂げ、ブルーレイのレーザーなどにも使われるようになり、世界のLED市場を大幅に変革していくことになる。
赤崎氏と天野氏が土台を作り、中村氏が発展させた青色発光ダイオード。赤崎氏に至っては、実に３０年もの間ずっと青色発光ダイオードの実現に向けて取り組んでいたと言うことになる。
今回のノーベル賞受賞によって、赤崎氏の功績は世界に認めれたと言って良いはずだ。
不可能と言われた青色発光ダイオード
結果を見てみれば、青色発光ダイオードは窒化ガリウムによって作られる事になった。しかし、窒化ガリウム結晶による青色発光ダイオードは不可能だと言われ続け、「バッファ層」法の発見によってそれが覆る事になる。
かつては世界のトレンドであったセレン化亜鉛方式は、確かに簡単に精製出来てより明るい色を出すことが出来た。しかし、セレン化亜鉛は窒化ガリウムより遥かに脆く、ソニーなどはブルーレイ開発のために莫大な予算を注ぎ込んでより高い強度を持つセレン化亜鉛の青色発光ダイオードを開発しようとしたものの、窒化ガリウム方式の進歩に追い付くことは出来ず、セレン化亜鉛による発光ダイオード開発は結果的に徒労となってしまった。
ブルーレイとHDDVDの軌跡ではないが、窒化ガリウム方式とセレン化亜鉛方式でも世界標準となるべく熾烈な争いがあった。
結果的に窒化ガリウム方式が優れている事が分かったものの、もしセレン化亜鉛方式があと数年早く実用化されていれば、別の歴史が作られていたかもしれない。