10月7日,瑞典皇家科學(xué)院宣布,日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二等3人共同獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),以表彰他們?cè)诟吡了{(lán)光LED上的貢獻(xiàn)。
上世紀(jì)60年代,紅光、橙光和黃光LED相繼商品化,但白光LED始終不見蹤影。按照光學(xué)原理,白光由藍(lán)光+黃光混合而成。白光缺位是由于無法獲得藍(lán)光。上世紀(jì)80年代以后,藍(lán)光LED技術(shù)成為各國(guó)大學(xué)和企業(yè)主攻的戰(zhàn)場(chǎng)。
高亮藍(lán)光LED使超大屏幕全彩液晶顯示器成為可能、智能手機(jī)屏幕彩色背后也是高亮藍(lán)光LED。高亮藍(lán)光LED通過與紅光和綠光LED組合便可制造包括白色在內(nèi)的各種顏色的LED燈。LED燈的能耗不到普通燈泡的二十分之一,耐久度是白熾燈的100倍。
此次獲諾獎(jiǎng)的3位日本科學(xué)家率先攻克藍(lán)光LED難題,獲得完美白光。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)在聲明中說,他們的發(fā)明具有革命性,使全球受益。白熾燈點(diǎn)亮了20世紀(jì),21世紀(jì)將由LED燈點(diǎn)亮。
赤崎勇于1973年著手研究氮化鎵。1989年赤崎勇和天野浩合作,在名古屋大學(xué)實(shí)驗(yàn)室首次制成p型氮化鎵結(jié)晶,觀測(cè)到氮化鎵pn結(jié)發(fā)出藍(lán)光,從而發(fā)明藍(lán)光LED。當(dāng)時(shí)供職于日本日亞化學(xué)公司的中村修二于1989年開始研究基于氮化鎵的藍(lán)光LED,在材料制備上獲得突破,開發(fā)出商品化的高亮藍(lán)光LED。
3人創(chuàng)新又以中村修二最為傳奇。中村修二碩士畢業(yè)于日本德島縣的一所非著名大學(xué)的電子工程學(xué)專業(yè)。當(dāng)年日亞化學(xué)公司員工200人,年銷售收入40億日元。中村先后從事過金屬鎵、磷化鎵、砷化鎵業(yè)務(wù),工藝研究、設(shè)備制造、質(zhì)量管理和銷售都由他負(fù)責(zé)。看到同事先后升職,中村認(rèn)為再不出成績(jī)就得離開公司,于是選擇當(dāng)時(shí)難度最大的藍(lán)光LED項(xiàng)目,并獲得老板支持。公司投資上億日元,并給他配了兩名助手。
由于成本因素,中村選擇了比較便宜的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的工藝路線生成氮化鎵薄膜。開頭很不順利,半年內(nèi)實(shí)驗(yàn)失敗連連,兩個(gè)助手因?yàn)榭床坏较Mx開了項(xiàng)目組。中村話越來越少,電話也不接,成了公司里的“怪人”。
1990年,中村終于通過改進(jìn)加熱器獲得了氮化鎵薄膜晶體。到年底,中村已完全掌握穩(wěn)定獲得高品質(zhì)氮化鎵薄膜晶體方法。作為技術(shù)訣竅的改進(jìn)加熱器至今未解密,不為人知。
1991年,中村制成了p型氮化鎵薄膜晶體。同年3月,中村做出了pn結(jié)型氮化鎵藍(lán)光LED。就在此時(shí),美國(guó)人做出藍(lán)光半導(dǎo)體激光器,學(xué)術(shù)刊物高度評(píng)價(jià)美國(guó)方案,認(rèn)為氮化鎵方案已無希望。中村得到消息大受打擊,變得十分消沉。后來他參加國(guó)際會(huì)議,了解到美國(guó)激光器壽命只有幾秒,不禁大喜,重新振作。中村用雙異質(zhì)結(jié)取代pn結(jié),使藍(lán)光LED亮度大增。最后,1993年10月,高亮藍(lán)光LED實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。
高亮藍(lán)光LED為公司帶來200億日元利潤(rùn),日亞公司僅獎(jiǎng)勵(lì)中村2萬日元,還將他調(diào)離研發(fā),業(yè)內(nèi)稱之為“中村奴隸”。1999年中村離職去了美國(guó),日亞公司因?qū)@鹪V中村。雖最終和解,但5年官司被業(yè)內(nèi)稱之為“奴隸戰(zhàn)爭(zhēng)”。2001年,中村批評(píng)日本和日亞公司:“這個(gè)國(guó)家出問題了,產(chǎn)業(yè)界和大學(xué)病得不輕!”
沒有國(guó)家資助,沒有名牌大學(xué)背景,小公司、小人物做出大貢獻(xiàn)。然而,沒有胸懷,沒有遠(yuǎn)見,小公司最終痛失世界級(jí)科學(xué)家。藍(lán)光傳奇,令人無限感概!
沒有國(guó)家資助,沒有名牌大學(xué)背景,小公司、小人物做出大貢獻(xiàn)。