藍光LED為何能獲得今年諾貝爾獎？

　　10月7日下午，瑞典皇家科學院宣布，將2014年諾貝爾物理學獎聯合授予日本科學家的赤崎勇（IsamuAkasaki），天野浩（HiroshiAmano）以及美國加州大學圣巴巴拉分校的美籍日裔科學家中村修二（ShujiNakamura），以表彰他們在發明一種新型高效節能光源方面的貢獻，即藍色發光二極管（LED），為能源節省開拓了新空間。

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　　不是發現，是影響人類的發明

　　“藍光LED雖然聽上去并不是那么玄乎或者高大上，但卻是可以對人類社會產生很大影響的成果?！鄙虾＝煌ù髮W物理系教授季向東表示。

　　紅色和綠色二極管已經存在了很長時間，但要產生白光，卻需要紅、藍、綠三原色同時起作用。原來的二極管因為發光能量太低，所以只能發出紅光和綠光，而藍光意味著需要發出更高能量的光。上世紀80年代末，赤崎勇和天野浩在名古屋大學合作研究，而當時中村修二只是德島縣一家化學公司的雇員。他提出制備氮化鎵藍光發光二極管的設想，僅僅在提出這一設想三年后，中村修二便在《應用物理快報》上發表了生平第一篇英文文章：一種用于生長氮化鎵新穎的金屬有機物化學氣相沉積法。論文一發表便轟動了世界半導體產業界和科學界——當時世界上很多大公司和著名大學科研機構都在為半導體藍光光源薄膜材料的制備工藝頭痛不已，而氮化鎵正是III-V族半導體材料中最具有希望的寬禁帶光學材料。

　　隨后，赤崎勇、中村修二、天野浩的研究使得人類得以進入一場光源的革命?！罢缢麄兯f的，這不是一個發現，而是一個發明，這需要在材料和器件上有重大突破，走通從理論到應用的路。正是因為這三位學者從不同的方面進行了突破，使得LED照明應用的推廣成為可能?！敝锌圃荷虾＜夹g物理所所長陸衛稱，還有很多學者和這三位學者同期在從事藍光二極管的研究，但都因為無法在材料和器件制造工藝上取得突破而無法實現自己的研究意圖，不得不選擇放棄。

　　這也是為什么，當昨天諾貝爾獎頒獎委員會接通中村修二的電話，告訴他獲得今年的諾貝爾物理學獎時，中村修二足足愣了半分鐘才反應過來。后來當問他有什么感想時，他停頓了好久連說了幾個“是”，然后只說了一句“簡直太難以相信了”。據了解，三位科學家正在不斷完善自己的成果，以得到更高效的光通量。最新的紀錄是300流明/瓦，相當于16個普通燈泡和接近70個熒光燈。據介紹，現在全世界電力消費的四分之一用于照明，而更高效的LED燈有助于節約地球資源。

　　另辟蹊徑走別人不走的路

　　在諾貝爾官網上，可以看到對三位獲獎人的描述——“當赤崎勇和天野浩、中村修二12月初參加諾貝爾頒獎委員會的慶典時，他們應該會注意到斯德哥爾摩街頭的那些燈光，用的就是他們發明的節能LED白光路燈。紅光和綠光二極管已經伴隨我們半個世紀了，但藍光才是真正帶來革命性變化的技術。只有這三原色的燈光才能形成白光，照亮我們的世界。這三位學者在學術研究和工業界的持續努力，解決了這個過去30多年來一直存在的難題……

　　“他們得獎不在于他們在理論上的突破，而在于他們在材料技術和器件制備上的突破?！睆偷┐髮W長期從事光器件研究的陳良堯教授說：“中村修二當年在公司里研究藍光二極管，自己親手改造MOCVD長膜，對長膜機理了解很深入；別人做出來的GaN薄膜質量很差，很多人都放棄了，他做出來的就好，最后一點點地獲得成功。這不能不說是他的一種技術上的突破?！?/p>

　　事實上，很多科學家都知道氮化鎵，物理學上關于這種材料的能帶結構、PN導電類型調控以及發光特性，都有大量的理論和實驗上的成果，真正讓人頭疼的是，要實現這種材料的器件化，必須使基板材料和氮化鎵晶格匹配。當時很多科學家都跟風去開發新半導體材料，正如中村修二后來打趣說，因為大公司的研發力量把新材料開發的山頭都占滿了，他只有另辟蹊徑走別人不走的路。