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蓝光LED:照明技术革命性变化
更新时间:2022-09-11 18:07:22 作者:外围手机版下载链接 来源:在线竞彩手机版下载链接

  昨天,当赤崎勇、天野浩和中村修二获得诺贝尔物理学奖的消息一公布,复旦大学信息学院院长郑立荣教授第一时间向中村修二教授发出了祝贺。“中村修二是复旦大学顾问教授,信息学院国际学术委员会委员,他在2010年参加我们学院国际评估时,就建议我们要加强光电照明方面的研究。”正在波士顿访学的郑立荣说:“中村教授获奖最大的特点,是他脚踏学术和产业两地,执著地把理论用技术走通,从而实现应用,这恐怕是他得奖的最大的理由。”

  在诺贝尔官网上,可以看到对三位获奖人的描述—“当赤崎勇和天野浩、中村修二12月初参加诺贝尔颁奖委员会的庆典时,他们应该会注意到斯德哥尔摩街头的那些灯光,用的就是他们发明的节能LED白光路灯。红光和绿光二极管已经伴随我们半个世纪了,但蓝光才是真正带来革命性变化的技术。只有这三原色的灯光才能形成白光,照亮我们的世界。这三位学者在学术研究和工业界的持续努力,解决了这个过去30多年来一直存在的难题……

  “他们得奖不在于他们在理论上的突破,而在于他们在材料技术和器件制备上的突破。”复旦大学长期从事光器件研究的陈良尧教授说:“中村修二当年在公司里研究蓝光二极管,自己亲手改造MOCVD长膜,对长膜机理了解很深入;别人做出来的GaN薄膜质量很差,很多人都放弃了,他做出来的就好,最后一点点地获得成功。这不能不说是他的一种技术上的突破。”

  事实上,很多科学家都知道氮化镓,物理学上关于这种材料的能带结构、PN导电类型调控以及发光特性,都有大量的理论和实验上的成果,真正让人头疼的是,要实现这种材料的器件化,必须使基板材料和氮化镓晶格匹配。当时很多科学家都跟风去开发新半导体材料,正如中村修二后来打趣说,因为大公司的研发力量把新材料开发的山头都占满了,他只有另辟蹊径走别人不走的路。

  中村修二在短短四年时间克服了两个重大材料制备工艺难题,一个是高质量氮化镓薄膜的生长,另一个是氮化镓空穴导电的调控。为了前者,他通过多达500次的试验,终于在普通蓝宝石基片上获得高电子迁移率的氮化镓薄膜。而后一个问题,则是因为他发现只要控制工艺中的氢气浓度就可以大规模地得到蓝色二极管材料。1994年4月,当中村修二在美国旧金山举办的春季材料会议上打开他发明的蓝色激光器那一瞬间,整个会议厅的科学家们如同小孩看烟火一般,不断发出赞叹的声音。

  据悉,中村修二和上海不少机构都有合作关系,他除了在复旦大学担任教育部先进照明技术工程研究中心的顾问,还在上海的不少机构都担任了顾问,定期进行学术交流。至今他除了在圣塔芭芭拉分校任职以外,还运行着一个科技公司,通过产业化来推广一些照明新技术。

  中村修二发明的氮化镓发光二极管对人类的贡献显而易见:蓝光LED出现后,可以通过磷激发出红光和绿光,从而混合产生白光和其他各种颜色的光。或者与原有的红光LED和绿光LED一起产生白光和其他各种颜色的光。蓝光LED也有另外的应用,比如,蓝光光盘,从蓝光LED发展出的紫外LED也可以高效净化生活用水;光纤通信的传输效率得到提高;超长使用寿命和高电光转换效率的全固态白光光源将极大促进绿色能源开发进程。

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