藍色發光二極管的開發者、美國加州大學聖芭芭拉分校教授中村修二有可能獲得將於4日公布的物理學獎
中村修二教授1954年出生於日本，日本日亞化學工業公司技術員。1990年，他開發出藍色高亮度發光二極管。當時，世界上已開發了紅色和綠色發光二極管，但是由於沒有開發出藍色發光二極管，電子視屏領域中的各種色彩無法被充分展現。因此，藍色發光二極管被認為是當時世界上最困難也最熱門的研發項目。獲得電子工學專業碩士學位的中村修二獨辟蹊徑，填補了這項空白，使電腦、手機、超薄電視屏幕的色彩更加豐富，原件使用壽命也大大延長，可將電力消耗降低90％。 自2000年以來供職於美國加利福尼亞大學聖芭芭拉分校。 “高亮度藍色發光二極管”被稱為20世紀的一項偉大發明，發明者就是日本科學家中村修二。 有了它，通過與紅色和綠色LED組合，才可能出現全彩色LED屏幕，並產生能夠取代白熾燈和熒光燈的新一代節能照明燈具。 第一個壞印象 1979年，中村修二從日本德島大學研究生院電子工程學專業畢業後，進入日亞化學工業公司。當時，這是一個沒什麽名氣的地方公司。 像今天所有剛剛畢業的大學生一樣，中村當然也向往到東京或大阪這樣的大都市，進入京瓷這樣的大公司工作。實際上，他也去過總部位於京都的京瓷公司麵試，並通過了嚴格的考試，但結果他放棄了這個機會。 因為他有了孩子。大學沒讀完就結婚生孩子，有了孩子就不顧事業發展？那個時候，沒人看得起這個胸無大誌的年輕人。 雖然早有心理準備，中村進到公司後還是頗感意外。這家200人的化學公司裏，到處充滿刺鼻的硫化氫的氣味，通俗點說，就是臭雞蛋的味道。“這家公司怎麽這麽髒啊！”這就是日亞給中村留下的第一個壞印象，但絕非最後一個。 進入日亞後，中村被分到了開發課。一名課長帶著兩名開發人員和幾個助手的小部門，辦公場所是由帶屋頂的停車場改造的，十分簡陋。 開發課題，沒有預算，無法購買相關設備,也買不起昂貴的部件。 試驗需要使用昂貴的石英管，不能用完就扔掉，至少在日亞不能這樣做。於是，中村的任務就是將切斷的石英管重新焊接起來，進行再利用。於是，他開始日複一日沒完沒了地焊接石英管。“我進入公司難道就是為了當一個焊工嗎？”中村不止一次地問自己。 最頭疼的是爆炸事故頻頻發生。石英管進行高溫加熱，壓力上升，隻要焊接部位有小小的損傷，石英管就會破裂。每當巨大的聲響傳遍整個公司，員工們就會一邊趕緊離開，一邊調侃：“又是中村。” 1983年，中村成功開發出了能夠形成產品的GaAs多結晶技術。隨後，GaAs單結晶的開發也完成了。 對於這項研究，中村後來給自己打了100分。從製造裝置到試驗的每個環節，全部都是自己完成。但是成功，並不意味著得到肯定。比自己後進入公司的人都一個個升遷了，自己卻幾年都是老樣子，孤獨的中村萌生去意。 而實驗方法有兩種。一種叫做MBE法，一種叫做MOCVD法。中村毫不猶豫地選擇了MOCVD法。原因很簡單，MBE裝置的價格高達數億日元，公司根本不可能替他購置。 為了學習技術，他提出去美國學習，出於對未來巨大市場的期待，公司同意了。 雖然在美國一年收獲不大，回來後，社長卻對他另眼想看。公司分配給他兩名助手，開始製造裝置。所有投入加在一起，公司先後花費了數億日元。這可是一筆大投入！ 好運開始降臨到他頭上，不過壓力也隨之而來。 中村選擇的是氮化镓（GaN）作為藍色發光二極管的發光材料。從原理上來說，好幾種材料都能實現藍色發光功能。其中，氮化镓是最受人冷落的。但恰恰隻因“其他人沒有采用”，中村便決定了他的選擇。 試驗開始後，他很快明白這種材料不受歡迎是有原因的———氮化镓成膜非常困難。 製造氮化镓的原料氣體———NH3具有腐蝕性，沒有一種加熱器既耐高溫又耐腐蝕。因此，加熱器很快就會被腐蝕壞，導致薄膜無法生長。中村很鬱悶。 早上來到公司，打開裝置，加熱器被燒壞；然後下午的工作便是改造和修理設備。他早上第一個上班，下午6點下班。每天都在重複這種沒有盡頭的單調日子。 中村的話變得越來越少，電話也不接，周圍的人開始把他當成怪人。當初手下的兩名新員工，其中一人因“根本看不到成功的希望”而辭職了。 用自己的方法，相信自己 事情突然出現了轉機。 經過多次失敗和不斷摸索，中村終於製造出不會燒壞的加熱器。在以後很多年裏，避免加熱器燒壞都是他的最高商業秘密。 中村對改造裝置有絕對信心。因為進入公司開發部門以後，所有裝置都是自己製造的，焊接技術和配管技術成為他的兩大特技。雖然周圍的人都勸他，隨意改造MOCVD裝置很危險，但中村絲毫不退縮。他經曆過太多爆炸事故了。 1990年9月，終於迎來了GaN膜麵世的時刻。評測表明，完全成功！ GaN膜製成後，剩下的就是二極管了。 讓中村失望的消息卻在此時從美國傳來。美國3M公司已經成功實現了藍綠色半導體激光器的振蕩發光。中村一下子墜入無底深淵。 一天，他接到美國一個學會的邀請，請他去做演講。 在美國，中村第一次知道了美國人的半導體激光器壽命實際上還隻有秒級，這讓他一下子興奮起來，他的發光二極管壽命已經超過1000個小時，他並沒有輸！ 帶著巨大的失望去到美國，回來時卻精神百倍。 他決定：“絕不輸給3M公司，要用GaN 製造出半導體激光器！”要想製造半導體激光器，就等於要另起爐灶。公司反對是必然的。為了藍色發光二極管的研究，日亞已投入了數以億計的金額。終於等到了出頭之日，誰有耐心等他再做看不到頭的實驗？ 既然如此，中村隻好改變策略。表麵滿口答應，其實全然不顧公司的想法，把自己關在實驗室裏一門心思開始雙異質結構研究。果然，新的生長實驗在兩三個月後即有了眉目。雙異質結構的GaN發光二極管終於試製成功了！雖然還很暗。 為什麽暗？原因中村很清楚。主要是發光波長為紫外線，將其變成眼睛可見的藍色光，隻需在發光層中添加雜質即可。這樣一來，所發光的波長從420nm躍升至450nm，人眼可見的亮度達到以前的4倍。之後，一切都順理成章。通過進一步調整膜的生成條件，逐漸提高結晶性。亮度在一天天地不斷增高。 終於，1993年10月，藍色發光二極管的亮度上升到最初的100倍，新的革命性的發明誕生了！ 在孤獨中堅守了10年，中村修二終成正果。2006年,他榮獲千禧技術獎，要知道，這可是技術界的諾貝爾獎啊！http://engineering.uc*****.edu/faculty/profile/82
成功，並不意味著得到肯定
他成了“怪人”
要製造藍色發光二極管，必須從形成用於藍色發光二極管的單晶膜著手。
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