蓝光LED为何能获得今年诺贝尔奖？

　　10月7日下午，瑞典皇家科学院宣布，将2014年诺贝尔物理学奖联合授予日本科学家的赤崎勇（IsamuAkasaki），天野浩（HiroshiAmano）以及美国加州大学圣巴巴拉分校的美籍日裔科学家中村修二（ShujiNakamura），以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献，即蓝色发光二极管（LED），为能源节省开拓了新空间。

　　详情可点击蓝光LED：照亮世界的最后一道“原色光”

　　不是发现，是影响人类的发明

　　“蓝光LED虽然听上去并不是那么玄乎或者高大上，但却是可以对人类社会产生很大影响的成果。”上海交通大学物理系教授季向东表示。

　　红色和绿色二极管已经存在了很长时间，但要产生白光，却需要红、蓝、绿三原色同时起作用。原来的二极管因为发光能量太低，所以只能发出红光和绿光，而蓝光意味着需要发出更高能量的光。上世纪80年代末，赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作研究，而当时中村修二只是德岛县一家化学公司的雇员。他提出制备氮化镓蓝光发光二极管的设想，仅仅在提出这一设想三年后，中村修二便在《应用物理快报》上发表了生平第一篇英文文章：一种用于生长氮化镓新颖的金属有机物化学气相沉积法。论文一发表便轰动了世界半导体产业界和科学界——当时世界上很多大公司和著名大学科研机构都在为半导体蓝光光源薄膜材料的制备工艺头痛不已，而氮化镓正是III-V族半导体材料中最具有希望的宽禁带光学材料。

　　随后，赤崎勇、中村修二、天野浩的研究使得人类得以进入一场光源的革命。“正如他们所说的，这不是一个发现，而是一个发明，这需要在材料和器件上有重大突破，走通从理论到应用的路。正是因为这三位学者从不同的方面进行了突破，使得LED照明应用的推广成为可能。”中科院上海技术物理所所长陆卫称，还有很多学者和这三位学者同期在从事蓝光二极管的研究，但都因为无法在材料和器件制造工艺上取得突破而无法实现自己的研究意图，不得不选择放弃。

　　这也是为什么，当昨天诺贝尔奖颁奖委员会接通中村修二的电话，告诉他获得今年的诺贝尔物理学奖时，中村修二足足愣了半分钟才反应过来。后来当问他有什么感想时，他停顿了好久连说了几个“是”，然后只说了一句“简直太难以相信了”。据了解，三位科学家正在不断完善自己的成果，以得到更高效的光通量。最新的纪录是300流明/瓦，相当于16个普通灯泡和接近70个荧光灯。据介绍，现在全世界电力消费的四分之一用于照明，而更高效的LED灯有助于节约地球资源。

　　另辟蹊径走别人不走的路

　　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。