10月7日下午，瑞典皇家科學院宣布，將2014年諾貝爾物理學獎聯合授予日本科學家的赤崎勇（IsamuAkasaki），天野浩（HiroshiAmano）以及美國加州大學圣巴巴拉分校的美籍日裔科學家中村修二（ShujiNakamura），以表彰他們在發明一種新型高效節能光源方面的貢獻，即藍色發光二極管（LED），為能源節省開拓了新空間。

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　　不是發現，是影響人類的發明

　　“藍光LED雖然聽上去并不是那么玄乎或者高大上，但卻是可以對人類社會產生很大影響的成果。”上海交通大學物理系教授季向東表示。

　　紅色和綠色二極管已經存在了很長時間，但要產生白光，卻需要紅、藍、綠三原色同時起作用。原來的二極管因為發光能量太低，所以只能發出紅光和綠光，而藍光意味著需要發出更高能量的光。上世紀80年代末，赤崎勇和天野浩在名古屋大學合作研究，而當時中村修二只是德島縣一家化學公司的雇員。他提出制備氮化鎵藍光發光二極管的設想，僅僅在提出這一設想三年后，中村修二便在《應用物理快報》上發表了生平第一篇英文文章：一種用于生長氮化鎵新穎的金屬有機物化學氣相沉積法。論文一發表便轟動了世界半導體產業界和科學界——當時世界上很多大公司和著名大學科研機構都在為半導體藍光光源薄膜材料的制備工藝頭痛不已，而氮化鎵正是III-V族半導體材料中最具有希望的寬禁帶光學材料。

　　隨后，赤崎勇、中村修二、天野浩的研究使得人類得以進入一場光源的革命。“正如他們所說的，這不是一個發現，而是一個發明，這需要在材料和器件上有重大突破，走通從理論到應用的路。正是因為這三位學者從不同的方面進行了突破，使得LED照明應用的推廣成為可能。”中科院上海技術物理所所長陸衛稱，還有很多學者和這三位學者同期在從事藍光二極管的研究，但都因為無法在材料和器件制造工藝上取得突破而無法實現自己的研究意圖，不得不選擇放棄。

　　這也是為什么，當昨天諾貝爾獎頒獎委員會接通中村修二的電話，告訴他獲得今年的諾貝爾物理學獎時，中村修二足足愣了半分鐘才反應過來。后來當問他有什么感想時，他停頓了好久連說了幾個“是”，然后只說了一句“簡直太難以相信了”。據了解，三位科學家正在不斷完善自己的成果，以得到更高效的光通量。最新的紀錄是300流明/瓦，相當于16個普通燈泡和接近70個熒光燈。據介紹，現在全世界電力消費的四分之一用于照明，而更高效的LED燈有助于節約地球資源。

　　另辟蹊徑走別人不走的路

　　在諾貝爾官網上，可以看到對三位獲獎人的描述——“當赤崎勇和天野浩、中村修二12月初參加諾貝爾頒獎委員會的慶典時，他們應該會注意到斯德哥爾摩街頭的那些燈光，用的就是他們發明的節能LED白光路燈。紅光和綠光二極管已經伴隨我們半個世紀了，但藍光才是真正帶來革命性變化的技術。只有這三原色的燈光才能形成白光，照亮我們的世界。這三位學者在學術研究和工業界的持續努力，解決了這個過去30多年來一直存在的難題……

　　“他們得獎不在于他們在理論上的突破，而在于他們在材料技術和器件制備上的突破。”復旦大學長期從事光器件研究的陳良堯教授說：“中村修二當年在公司里研究藍光二極管，自己親手改造MOCVD長膜，對長膜機理了解很深入；別人做出來的GaN薄膜質量很差，很多人都放棄了，他做出來的就好，最后一點點地獲得成功。這不能不說是他的一種技術上的突破。”

　　事實上，很多科學家都知道氮化鎵，物理學上關于這種材料的能帶結構、PN導電類型調控以及發光特性，都有大量的理論和實驗上的成果，真正讓人頭疼的是，要實現這種材料的器件化，必須使基板材料和氮化鎵晶格匹配。當時很多科學家都跟風去開發新半導體材料，正如中村修二后來打趣說，因為大公司的研發力量把新材料開發的山頭都占滿了，他只有另辟蹊徑走別人不走的路。

　　物理學獎近年更青睞應用研究

　　當物理學還被很多人認為是玄乎得無法理解的各種粒子時，諾貝爾物理學獎近年來已經不再只頒發給那些對人類對世界認知產生重大影響的基礎研究，而是越來越多地頒發給了那些有實用價值的物理學的發現。

　　此前，已有海外學者認為藍光半導體發光二極管是今年最可能獲獎的主題。因為諾獎近年來越來越青睞有應用前景、對人類產生很大影響的科研成果。

　　在2000年，諾貝爾物理學獎的兩位獲得者之一是電氣工程師杰克·基爾比，他因為在集成電路發明的重要貢獻而獲獎。集成電路的發明，顯然給人類社會帶來了很大影響，這是物理學獎首次頒給應用性研究成果。這也被認為是一個信號，即物理學獎不單單是獎勵給那些基礎研究的，諾貝爾委員會也開始意識到一些能夠在人類社會帶來巨大應用和影響的成果是非常重要的。

　　進入21世紀以來，雖然大多數物理學獎都是頒給基礎發現的，但2009年的物理學獎卻是頒發給兩個實用性的主題——一個是光纖電纜，另一個則是電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。

　　通過產業化推廣照明新技術

　　中村修二在短短四年時間克服了兩個重大材料制備工藝難題，一個是高質量氮化鎵薄膜的生長，另一個是氮化鎵空穴導電的調控。為了前者，他通過多達500次的試驗，終于在普通藍寶石基片上獲得高電子遷移率的氮化鎵薄膜。而后一個問題，則是因為他發現只要控制工藝中的氫氣濃度就可以大規模地得到藍色二極管材料。1994年4月，當中村修二在美國舊金山舉辦的春季材料會議上打開他發明的藍色激光器那一瞬間，整個會議廳的科學家們如同小孩看煙火一般，不斷發出贊嘆的聲音。

　　據悉，中村修二和上海不少機構都有合作關系，他除了在復旦大學擔任教育部先進照明技術工程研究中心的顧問，還在上海的不少機構都擔任了顧問，定期進行學術交流。至今他除了在圣塔芭芭拉分校任職以外，還運行著一個科技公司，通過產業化來推廣一些照明新技術。

　　中村修二發明的氮化鎵發光二極管對人類的貢獻顯而易見：藍光LED出現后，可以通過磷激發出紅光和綠光，從而混合產生白光和其他各種顏色的光。或者與原有的紅光LED和綠光LED一起產生白光和其他各種顏色的光。藍光 LED也有另外的應用，比如，藍光光盤，從藍光LED發展出的紫外LED也可以高效凈化生活用水；光纖通信的傳輸效率得到提高；超長使用壽命和高電光轉換效率的全固態白光光源將極大促進綠色能源開發進程。

　　藍光LED在實現產業化以后，所帶來的市場也是十分龐大的，詳情可點擊聚焦諾貝爾：藍光LED帶來近4千億元的照明市場

　　獲獎原因

　　三位獲獎者在發現新型高效、環境友好型光源，即藍色發光二極管（LED）方面做出巨大貢獻。在藍光LED的幫助下，白光可以以新的方式被創造出來。使用LED燈，我們可以擁有更持久和更高效的燈光代替原來的光源。

　　因為今年的諾貝爾物理學獎，人們在制造節能光源方面進入了“自由之境”。雖然這三位科學家因為發明藍色發光二極管（LED）獲得諾獎讓人大跌眼鏡，但正是因為這一發明，人類可以制造出任何想要的LED光——藍色發光二極管不僅使得白光可以以一種新的方式創造出來，而且因為藍光二極管的出現，人們還可以補齊三原色，使得人類能夠制造的LED光源的光譜范圍更廣，可說是進入自由的境界。

　　令人關注的，是這一獲獎項目傳遞的信息：諾貝爾物理學獎近年來似乎日益青睞那些可以給人類生活帶來巨大改變的應用性研究。