深度聚焦：2014諾貝爾獎，LED產(chǎn)業(yè)的騰飛?

　　2014年諾貝爾獎10月6日起陸續(xù)揭曉。10月7日，瑞典皇家科學(xué)院宣布，2014年諾貝爾物理學(xué)獎得主是開發(fā)藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)的日本名城大學(xué)終身教授赤崎勇(85歲)、美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授中村修二(60歲)及名古屋大學(xué)教授天野浩(54歲)。藍(lán)色LED應(yīng)用于節(jié)能且壽命長的照明器材。

　　隨著諾貝爾各獎項的廬山真面目的逐漸揭曉，有人歡樂有人愁，在此，筆者也不禁與大家分享阿拉丁新聞中心特地整理的2014諾獎八卦趣事……

　　中村修二為何是美國人?

　　據(jù)媒體報道今年諾貝爾物理學(xué)獎頒給三個日本人，但同時也有媒體報道中村修二是美國國籍，究竟中村修二是日本人還是美國人?

　　被譽(yù)為“藍(lán)光之父”的中村修二1954年生于日本伊方町，1994年從日本徳島大學(xué)獲得博士學(xué)位，自2000年以來供職于美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校，現(xiàn)為美國國籍。

　　1993年，在日本日亞化學(xué)工業(yè)公司做技術(shù)員的中村開發(fā)出藍(lán)色高亮度發(fā)光二極管，使LED向?qū)嵱没~出了重要一步。

　　這樣一名優(yōu)秀的科學(xué)家，卻在2000年離開日本前往美國，著實令人費(fèi)解。2001年8月，中村向東京地方法院起訴原東家日亞公司，要求歸還其專利所有權(quán)，并支付200億日元專利使用費(fèi)，由此揭開了這一秘密。

　　1993年，中村發(fā)明藍(lán)光二極管后，由日亞公司申請獲得了專利。同年12月，日亞公司開始生產(chǎn)藍(lán)光二極管的照明成品，獲得了巨大利潤。但是，日亞公司只 向中村支付了2萬日元的“獎勵”(申請專利和注冊專利時各1萬日元)。2000年，中村決定前往美國，辦理辭職手續(xù)時，公司要求他簽署合同，保證3年內(nèi)不 再從事藍(lán)光二極管的基礎(chǔ)技術(shù)研究，中村拒絕，并因此未能領(lǐng)到退職金。中村前往美國的大學(xué)就任后，日亞公司居然追到美國讓他簽合同，中村再度斷然拒絕。未料 到該公司居然在2000年12月以涉嫌泄露企業(yè)機(jī)密，將中村和他擔(dān)任顧問的美國克利公司以及北卡羅萊納大學(xué)告上法庭。

　　于是，忍無可忍的中村將日亞公司告上日本的法庭。2005年1月11日，在東京高等法院的主持下，中村與日亞公司達(dá)成和解，由日亞公司向其支付共計8億4391萬日元的發(fā)明補(bǔ)償金。

　　三位諾獎得主的開創(chuàng)性工作是什么?

　　據(jù)業(yè)內(nèi)資深專家，科銳中國區(qū)總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)邵嘉平博士介紹，大約上世紀(jì)80年代初中期，基于磷化物、砷化物的紅綠、紅黃等發(fā)光二極管（LED）差不多研發(fā)出來(當(dāng)然高亮的AlGaInP四元紅黃光要HP惠普科學(xué)家在80年代末才最終完成)，但藍(lán)光一直沒搞定，有做II/VI族的，也有III/V族的，氮化鎵GaN最大的問題是缺乏同質(zhì)襯底，不像GaAs, InP做近紅外、紅外那樣容易做，又是寬禁帶，需要更高溫度合成(熱場條件更苛刻)，外延材料的缺陷密度高，空穴摻雜濃度低(形成絡(luò)合物，摻雜被鈍化了)等一系列問題。大多數(shù)歐美科學(xué)家都嘗試過做化合物半導(dǎo)體研究、半導(dǎo)體激光器發(fā)光二極管研究，但最后多數(shù)放棄了。

　　這上面三位，赤崎勇、天野浩兩者在名古屋大學(xué)，中村在日亞，他堅持不懈做研究，最起勁使用MOCVD做氮化物外延，而此前主要是用MBE分子束外延，MBE做出來的缺陷密度要低，但用于電子器件可行，用在光電子器件/LED方面卻不行。他們動了很多邪乎的招，譬如低能電子束掃描退火LEEB（low energy electron beam ）、氧氣中快速熱退火RTA（ rapid thermal annealing） ，而此前的所有半導(dǎo)體材料，如硅鍺、砷化鎵、磷化銦等都最怕氧氣，一般是在惰性氣體中退火。

　　當(dāng)然，赤琦勇最開創(chuàng)性的方面還在于，在藍(lán)寶石Sapphire襯底上的低溫緩沖層技術(shù)——LT Buffer Layer ，靠三維島狀結(jié)晶來釋放藍(lán)寶石三角晶系和上面六方相氮化鎵材料間的失配，最后獲得高品質(zhì)的藍(lán)綠光發(fā)光材料。

　　相比之前的兩位，中村的工藝水平更高，1 cd量級的高亮度藍(lán)光和白光LED是他最早做出來并且實現(xiàn)量產(chǎn)，同時，他在藍(lán)綠光激光器方面也是先驅(qū)。

　　邵嘉平博士最后還表示，千萬不要以為他們是拍腦袋的靈感，做出了很牛逼的事情。事實是，他們一根筋地堅持做研究(以十?dāng)?shù)年計算)，本身就很聰明，加上運(yùn)氣好，才有的收獲。