蓝色发光二极管的开发者、美国加州大学圣芭芭拉分校教授中村修二有可能获得将于4日公布的物理学奖
中村修二教授1954年出生于日本，日本日亚化学工业公司技术员。1990年，他开发出蓝色高亮度发光二极管。当时，世界上已开发了红色和绿色发光二极管，但是由于没有开发出蓝色发光二极管，电子视屏领域中的各种色彩无法被充分展现。因此，蓝色发光二极管被认为是当时世界上最困难也最热门的研发项目。获得电子工学专业硕士学位的中村修二独辟蹊径，填补了这项空白，使电脑、手机、超薄电视屏幕的色彩更加丰富，原件使用寿命也大大延长，可将电力消耗降低90％。 自2000年以来供职于美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校。 “高亮度蓝色发光二极管”被称为20世纪的一项伟大发明，发明者就是日本科学家中村修二。 有了它，通过与红色和绿色LED组合，才可能出现全彩色LED屏幕，并产生能够取代白炽灯和荧光灯的新一代节能照明灯具。 第一个坏印象 1979年，中村修二从日本德岛大学研究生院电子工程学专业毕业后，进入日亚化学工业公司。当时，这是一个没什么名气的地方公司。 像今天所有刚刚毕业的大学生一样，中村当然也向往到东京或大阪这样的大都市，进入京瓷这样的大公司工作。实际上，他也去过总部位于京都的京瓷公司面试，并通过了严格的考试，但结果他放弃了这个机会。 因为他有了孩子。大学没读完就结婚生孩子，有了孩子就不顾事业发展？那个时候，没人看得起这个胸无大志的年轻人。 虽然早有心理准备，中村进到公司后还是颇感意外。这家200人的化学公司里，到处充满刺鼻的硫化氢的气味，通俗点说，就是臭鸡蛋的味道。“这家公司怎么这么脏啊！”这就是日亚给中村留下的第一个坏印象，但绝非最后一个。 进入日亚后，中村被分到了开发课。一名课长带着两名开发人员和几个助手的小部门，办公场所是由带屋顶的停车场改造的，十分简陋。 开发课题，没有预算，无法购买相关设备,也买不起昂贵的部件。 试验需要使用昂贵的石英管，不能用完就扔掉，至少在日亚不能这样做。于是，中村的任务就是将切断的石英管重新焊接起来，进行再利用。于是，他开始日复一日没完没了地焊接石英管。“我进入公司难道就是为了当一个焊工吗？”中村不止一次地问自己。 最头疼的是爆炸事故频频发生。石英管进行高温加热，压力上升，只要焊接部位有小小的损伤，石英管就会破裂。每当巨大的声响传遍整个公司，员工们就会一边赶紧离开，一边调侃：“又是中村。” 1983年，中村成功开发出了能够形成产品的GaAs多结晶技术。随后，GaAs单结晶的开发也完成了。 对于这项研究，中村后来给自己打了100分。从制造装置到试验的每个环节，全部都是自己完成。但是成功，并不意味着得到肯定。比自己后进入公司的人都一个个升迁了，自己却几年都是老样子，孤独的中村萌生去意。 而实验方法有两种。一种叫做MBE法，一种叫做MOCVD法。中村毫不犹豫地选择了MOCVD法。原因很简单，MBE装置的价格高达数亿日元，公司根本不可能替他购置。 为了学习技术，他提出去美国学习，出于对未来巨大市场的期待，公司同意了。 虽然在美国一年收获不大，回来后，社长却对他另眼想看。公司分配给他两名助手，开始制造装置。所有投入加在一起，公司先后花费了数亿日元。这可是一笔大投入！ 好运开始降临到他头上，不过压力也随之而来。 中村选择的是氮化镓（GaN）作为蓝色发光二极管的发光材料。从原理上来说，好几种材料都能实现蓝色发光功能。其中，氮化镓是最受人冷落的。但恰恰只因“其他人没有采用”，中村便决定了他的选择。 试验开始后，他很快明白这种材料不受欢迎是有原因的———氮化镓成膜非常困难。 制造氮化镓的原料气体———NH3具有腐蚀性，没有一种加热器既耐高温又耐腐蚀。因此，加热器很快就会被腐蚀坏，导致薄膜无法生长。中村很郁闷。 早上来到公司，打开装置，加热器被烧坏；然后下午的工作便是改造和修理设备。他早上第一个上班，下午6点下班。每天都在重复这种没有尽头的单调日子。 中村的话变得越来越少，电话也不接，周围的人开始把他当成怪人。当初手下的两名新员工，其中一人因“根本看不到成功的希望”而辞职了。 用自己的方法，相信自己 事情突然出现了转机。 经过多次失败和不断摸索，中村终于制造出不会烧坏的加热器。在以后很多年里，避免加热器烧坏都是他的最高商业秘密。 中村对改造装置有绝对信心。因为进入公司开发部门以后，所有装置都是自己制造的，焊接技术和配管技术成为他的两大特技。虽然周围的人都劝他，随意改造MOCVD装置很危险，但中村丝毫不退缩。他经历过太多爆炸事故了。 1990年9月，终于迎来了GaN膜面世的时刻。评测表明，完全成功！ GaN膜制成后，剩下的就是二极管了。 让中村失望的消息却在此时从美国传来。美国3M公司已经成功实现了蓝绿色半导体激光器的振荡发光。中村一下子坠入无底深渊。 一天，他接到美国一个学会的邀请，请他去做演讲。 在美国，中村第一次知道了美国人的半导体激光器寿命实际上还只有秒级，这让他一下子兴奋起来，他的发光二极管寿命已经超过1000个小时，他并没有输！ 带着巨大的失望去到美国，回来时却精神百倍。 他决定：“绝不输给3M公司，要用GaN 制造出半导体激光器！”要想制造半导体激光器，就等于要另起炉灶。公司反对是必然的。为了蓝色发光二极管的研究，日亚已投入了数以亿计的金额。终于等到了出头之日，谁有耐心等他再做看不到头的实验？ 既然如此，中村只好改变策略。表面满口答应，其实全然不顾公司的想法，把自己关在实验室里一门心思开始双异质结构研究。果然，新的生长实验在两三个月后即有了眉目。双异质结构的GaN发光二极管终于试制成功了！虽然还很暗。 为什么暗？原因中村很清楚。主要是发光波长为紫外线，将其变成眼睛可见的蓝色光，只需在发光层中添加杂质即可。这样一来，所发光的波长从420nm跃升至450nm，人眼可见的亮度达到以前的4倍。之后，一切都顺理成章。通过进一步调整膜的生成条件，逐渐提高结晶性。亮度在一天天地不断增高。 终于，1993年10月，蓝色发光二极管的亮度上升到最初的100倍，新的革命性的发明诞生了！ 在孤独中坚守了10年，中村修二终成正果。2006年,他荣获千禧技术奖，要知道，这可是技术界的诺贝尔奖啊！http://engineering.uc*****.edu/faculty/profile/82
成功，并不意味着得到肯定
他成了“怪人”
要制造蓝色发光二极管，必须从形成用于蓝色发光二极管的单晶膜着手。