【完全极客养成指南】真的二,二到诺贝尔物理学奖

【完全极客养成指南】真的二,二到诺贝尔物理学奖

这里是公园的新栏目——《完全极客养成指南》,我们会围绕泛科技内容展开,每次可能会推荐一本书、一部电影甚至是一款游戏,而目的只有一个——将还不够极客的你打造成具有「好奇之心与改变之力」的极客。

《完全极客养成指南》将在每周六与您见面。


「白炽灯照亮 20 世纪,而 LED 灯将照亮 21 世纪。」

伴随着这样的颁奖词,中村修二凭借其发明获得了 2014 年诺贝尔物理学奖。

1993 年,中村修二基于 GaN 开发了高亮度蓝色 LED,打破了只有红、绿两色 LED 的世界,使得 1600 万色成为了可能。同时他也是蓝绿色发光二极管的发明者,被称为「蓝光之父」。

高校毕业、专注研究、不断积累直到 60 岁功成名就获诺贝尔奖,你一定是这么以为的吧?

但中村修二是个不知名大学毕业、早早结婚、在小公司里工作的人呢。

所有的年轻人都一样

中村修二毕业于德岛大学。

德岛大学一定很厉害吧?还好,排在世界近 900,挤进了日本前 30。

1979 年中村修二毕业了,拿的是电气工程科工学硕士,也走到了找工作的路口。

要不要去大城市闯荡闯荡?东京、大阪都不错嘛。可是本科结婚,孩子也已经出生,中村修二想了想:「单身的话,可以留在城市闯一闯。但有了孩子的话,还是到乡下生活的好。不想因为工作而牺牲家庭」。

抱着这样的想法,本来该去京瓷的中村修二,就这样留在了妻子的娘家德岛市。

要知道 1971 年京瓷就已经在日本上市,而导师给中村修二介绍的日亚化工除了位置在德岛,根本就没有可比性。

中村修二入职日亚时,日亚的年销售额才差不多 40 亿日元,员工数量也只有 200 名。

入职日亚的另一个原因是虽然学的是电子工程,中村修二却对材料开发颇感兴趣。

老板布置的第一个开发课题是提炼用于化合物半导体 GaP(磷化镓)中的金属 Ga(镓),带屋顶的停车场四周加上围墙,中村修二就在这样的「实验室」中开始了修行。

要使 GaP 结晶生长,需要把 P 和 Ga 放在石英管的两端,然后抽真空高温加热。反应完成后割开石英管,将反应生成物取出就能获得 GaP。

问题是石英管成本高。日亚是个小公司,总不能反应一次就把石英管扔了吧?

于是中村修二就把切开的石英管焊起来重复使用,稍微有点儿缝隙或损伤,加热时石英管就会爆炸。傍晚正是石英管温度最高的时候,每天大家都听着巨大的爆炸声下班回家。

中村没完没了的焊石英管,爆炸也没完没了。他想改进实验方法采用低压,老板说你焊的不好才爆炸,我们不管。

1981 年中村修二研制成功的 GaP 上市销售,很快他就退出了这个项目。

看不见我,那就玩儿点儿大的

中村修二的第二个项目是与 GaAs 结晶生长有关的课题,研究、制造、质量管理、销售,全部由他一个人担当。好不容易将课题变成业务,接替自己工作的人一个个升迁,自己却被冷落。

中村修二想要不就撤了吧,再呆在日亚有啥意思?

转念一想,做出畅销的产品就能得到肯定,咽不下这口气的中村修二选了高亮度蓝色发光二极管这个课题。

要想研究蓝色发光二极管,就需要不同于 GaAlAs 的结晶生长技术。正巧公司问中村修二,愿不愿意被公司派到美国学学?

中村修二去学了,回来了。但这事儿有个不能忽视的「坑」——GaN 发光二极管虽然发出了光,但亮度相当低。

GaN 发光二极管是 pn 结型结构的,中村修二意识到这种结构的局限性,琢磨着改成双异质 (Double Hetero) 结构。老板想有了产品就快投产啊,日亚可不是慈善机构是要赚钱的!中村修二一面答应着,一面不断开发双异质结构,不到 3 个月双异质结构的 GaN 发光二极管就试制成功了。

老板看到后就说了一句,「是你制作的啊,还是很暗」。

中村修二怒了,瞒着公司不断把实验过程写成论文投了出去。

紧接着中村修二的研究成果引起巨大反响,虽然暗但是双异质结构这件事儿本身就很不可思议了。但中村修二本人一门心思集中到 GaN 蓝色发光二极管的产品化上,并在 InGaN 双异质结构发光二极管试制成功后不到 1 年的 1993 年 10 月,制造出亮度达到了 1cd 的 GaN 蓝色发光二极管,亮度是当时市售的采用 SiC 的蓝色发光二极管的 100 倍!

100 倍!当时的德岛支局长听见这件事根本无法相信。

1993 年 11 月 30 日产品正式发售,东北大学的西泽润一校长颇为高瞻远瞩的赠予了中村修二博士帽。

人不为者,我为之

11 月 30 日,《日经产业新闻》第一版报道了中村修二研制的 GaN 蓝色发光二极管,从此采访、客户和同行的咨询蜂拥而至。老板这才反应过来,「是这么了不起的一项成果吗」?

尽管有许多访问者带着技术合作和资助的各种提案来到日亚,老板还是一一拒绝了。中村修二的「人不为者, 我为之」信念制造出超越大企业的成果,老板决定以后也要自力更生下去。

就这样中村修二继续着研究,蓝绿色发光二极管、高亮度绿色二极管、蓝色半导体激光器一一被他研制出来。中村修二的努力终于得到了认可,学会邀请他发表演讲的邀请函接连不断。而中村修二的生活也从实验室的爆炸声中,走向了世界各地的演讲台上。


「不过变化最大的,是得到了周围人的承认吧。」

中村修二这样说着,内心却是五味陈杂、无法将遇到困苦时的心情放在脸上的吧。

诺贝尔
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