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【诺贝尔奖——番外篇】蓝光LED与日本人的执着

2014-10-09 11:22
木中君
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  直到生理医学奖公布的前两天我才开始关注今年诺奖的颁布。我知道,反正有人会提醒我关注诺奖,提醒我“预言”一下诺贝尔物理学奖将花落谁家。

  造成这种局面当然不是因为我是一个了解所有物理领域的专家,可以肯定地说世界上没有一个活着的人会了解物理学所有领域。真正的原因大概有两个,之一是,过去数年间我喜欢在诺奖公布前做一下“预言”;原因之二是,在过去的2008年、2011年和2013年我都猜中了。

  我当然不了解所有领域,有几年我没有猜中或者干脆放弃猜测。我猜中和放弃猜测的原因是一样的,因为我知道诺贝尔物理学奖在近二十年来有一个不成文的规则,每五年是一个周期,分别奖给以下五个领域:粒子物理学、光物理、凝聚态物理、宇宙学、原子分子物理。轮到凝聚态物理和原子分子物理,我就放弃猜测。

  十月六日,我在微博上写道:“明天是诺贝尔物理学奖发布会,我去年就预测今年的物理学奖,我的首选是负折射率材料,即超颖材料,如果这个领域获奖,获奖人当然该是 J. B. Pendry, D. R. Smith, D.Schurig。另一个可能是LED的发明,至于到底奖给谁就很难说了。”

  今年的诺贝尔物理学奖又被我猜中也不是什么稀奇的事。当然,为了保险,我一共猜了两个,第一个是超颖材料,也就是负折射率材料,这种材料是过去十五年物理学研究中发展最快的领域之一,如果不是唯一。第二个就是LED,即发光二极管。

  我猜到了LED,却没有猜中是三个日本人获奖,当然,事先是知道中村修二得奖的机会很大,另外两个日本人可能得奖,也可能不得。

  除了物理学,我还喜欢猜测谁会获得诺贝尔文学奖,这是极为困难的一件事,所有人都同意文学不像科学那样“硬”,谁得都有可能。但文学是几乎所有人都关心的事,猜测一下很有娱乐性。

  回到物理学奖,今年获奖的研究是发光二极管。二极管是一个比较“古老”的东西了,由半导体制成,在施加电压之后有单向导电性。我们小时候很熟悉这种器件,二极管是自制半导体收音机时必须用到的。它是半导体制成的一种“结”,在结的两端加上电压,如果是正压就会出现电流,如果是负压就不会出现电流。为什么是单向导电呢?因为它由两种不同特性的半导体构成,其中一种半导体内的电子是自由的,而另一种半导体内的电子空穴(带正电)是自由的。如果运气好,在加上电压后,一端的电子跑到另一端与空穴“湮灭”,释放出的能量以光的形式发射出来,这就是发光二极管了,英文简称LED,light-emitting diode。

  LED被发现了至少半个世纪,按照文字记载,甚至有了一个世纪,只是在过去的半个世纪中,LED被认识到有应用价值。最简单的应用就是电视遥控器上的那个红外光发射灯,这种红外LED也是最早被发现的,1961年被注册专利,1962年就商业生产了。

  紧接着红外LED,红光LED就被发现了,是1962年的事。接下来,人们花了十年时间才找到黄光LED。同时,蓝光LED也被发现,只是亮度很低,没有实际价值。

  这就要谈到名古屋大学的赤崎勇教授,他是今年三位获奖人中年纪最大的,85岁了。他在35岁才获得博士学位,快四十岁的时候才研究蓝光LED,那是六十年代末。这事被一度搁置,直到80年代随着更好的氮化镓的出现,他重新捡起老行当继续研究蓝光LED,那时,他的学生,另一名诺奖获得者天野浩加入了他的团队。虽然赤崎勇在1981年就重新捡起蓝光LED,真正的突破是他和天野浩在1989年做出来的,此时,赤崎勇已经60岁了。因此,这位先生带给我们的教训就是,不要忘记你最想做的事,要一直做下去。

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