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中村修二蓝光LED发明人的故事

2010-11-29 16:59
月城清浅
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  你也许没有听说过中村修二这个名字,但你一定见过色彩缤纷的LED灯饰,从几层楼高的超大屏幕电视墙到彩色屏幕手机,这一切,都与这个名字有关。

  “高亮度蓝色发光二极管”被称为20世纪的一项伟大发明,发明者就是日本科学家中村修二。  有了它,通过与红色和绿色LED组合,才可能出现全彩色LED屏幕,并产生能够取代白炽灯和荧光灯的新一代节能照明灯具。

  第一个坏印象

  1979年,中村修二从日本德岛大学研究生院电子工程学专业毕业后,进入日亚化学工业公司。当时,这是一个没什么名气的地方公司。

  像今天所有刚刚毕业的大学生一样,中村当然也向往到东京或大阪这样的大都市,进入京瓷这样的大公司工作。实际上,他也去过总部位于京都的京瓷公司面试,并通过了严格的考试,但结果他放弃了这个机会。

  因为他有了孩子。大学没读完就结婚生孩子,有了孩子就不顾事业发展?那个时候,没人看得起这个胸无大志的年轻人。

  虽然早有心理准备,中村进到公司后还是颇感意外。这家200人的化学公司里,到处充满刺鼻的硫化氢的气味,通俗点说,就是臭鸡蛋的味道。“这家公司怎么这么脏啊!”这就是日亚给中村留下的第一个坏印象,但绝非最后一个。
  
  成功,并不意味着得到肯定

  进入日亚后,中村被分到了开发课。一名课长带着两名开发人员和几个助手的小部门,办公场所是由带屋顶的停车场改造的,十分简陋。 开发课题,没有预算,无法购买相关设备,也买不起昂贵的部件。

  试验需要使用昂贵的石英管,不能用完就扔掉,至少在日亚不能这样做。于是,中村的任务就是将切断的石英管重新焊接起来,进行再利用。于是,他开始日复一日没完没了地焊接石英管。“我进入公司难道就是为了当一个焊工吗?”中村不止一次地问自己。

  最头疼的是爆炸事故频频发生。石英管进行高温加热,压力上升,只要焊接部位有小小的损伤,石英管就会破裂。每当巨大的声响传遍整个公司,员工们就会一边赶紧离开,一边调侃:“又是中村。”

  1983年,中村成功开发出了能够形成产品的GaAs多结晶技术。随后,GaAs单结晶的开发也完成了。

  对于这项研究,中村后来给自己打了100分。从制造装置到试验的每个环节,全部都是自己完成。但是成功,并不意味着得到肯定。比自己后进入公司的人都一个个升迁了,自己却几年都是老样子,孤独的中村萌生去意。
  
  他成了“怪人” 
 
  要制造蓝色发光二极管,必须从形成用于蓝色发光二极管的单晶膜着手。

  而实验方法有两种。一种叫做MBE法,一种叫做MOCVD法。中村毫不犹豫地选择了MOCVD法。原因很简单,MBE装置的价格高达数亿日元,公司根本不可能替他购置。

  为了学习技术,他提出去美国学习,出于对未来巨大市场的期待,公司同意了。

  虽然在美国一年收获不大,回来后,社长却对他另眼想看。公司分配给他两名助手,开始制造装置。所有投入加在一起,公司先后花费了数亿日元。这可是一笔大投入!

  好运开始降临到他头上,不过压力也随之而来。

  中村选择的是氮化镓(GaN)作为蓝色发光二极管的发光材料。从原理上来说,好几种材料都能实现蓝色发光功能。其中,氮化镓是最受人冷落的。但恰恰只因“其他人没有采用”,中村便决定了他的选择。

  试验开始后,他很快明白这种材料不受欢迎是有原因的———氮化镓成膜非常困难。

  制造氮化镓的原料气体———NH3具有腐蚀性,没有一种加热器既耐高温又耐腐蚀。因此,加热器很快就会被腐蚀坏,导致薄膜无法生长。中村很郁闷。

  早上来到公司,打开装置,加热器被烧坏;然后下午的工作便是改造和修理设备。他早上第一个上班,下午6点下班。每天都在重复这种没有尽头的单调日子。

  中村的话变得越来越少,电话也不接,周围的人开始把他当成怪人。当初手下的两名新员工,其中一人因“根本看不到成功的希望”而辞职了。

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