深度聚焦：2014諾貝爾獎，LED產業的騰飛?

　　2014年諾貝爾獎10月6日起陸續揭曉。10月7日，瑞典皇家科學院宣布，2014年諾貝爾物理學獎得主是開發藍色發光二極管(LED)的日本名城大學終身教授赤崎勇(85歲)、美國加州大學圣塔芭芭拉分校教授中村修二(60歲)及名古屋大學教授天野浩(54歲)。藍色LED應用于節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?

　　據媒體報道今年諾貝爾物理學獎頒給三個日本人，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?

　　被譽為“藍光之父”的中村修二1954年生于日本伊方町，1994年從日本徳島大學獲得博士學位，自2000年以來供職于美國加利福尼亞大學圣巴巴拉分校，現為美國國籍。

　　1993年，在日本日亞化學工業公司做技術員的中村開發出藍色高亮度發光二極管，使LED向實用化邁出了重要一步。

　　這樣一名優秀的科學家，卻在2000年離開日本前往美國，著實令人費解。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，并支付200億日元專利使用費，由此揭開了這一秘密。

　　1993年，中村發明藍光二極管后，由日亞公司申請獲得了專利。同年12月，日亞公司開始生產藍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，辦理辭職手續時，公司要求他簽署合同，保證3年內不 再從事藍光二極管的基礎技術研究，中村拒絕，并因此未能領到退職金。中村前往美國的大學就任后，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月以涉嫌泄露企業機密，將中村和他擔任顧問的美國克利公司以及北卡羅萊納大學告上法庭。

　　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，中村與日亞公司達成和解，由日亞公司向其支付共計8億4391萬日元的發明補償金。

　　三位諾獎得主的開創性工作是什么?

　　據業內資深專家，科銳中國區總經理兼技術總監邵嘉平博士介紹，大約上世紀80年代初中期，基于磷化物、砷化物的紅綠、紅黃等發光二極管（LED）差不多研發出來(當然高亮的AlGaInP四元紅黃光要HP惠普科學家在80年代末才最終完成)，但藍光一直沒搞定，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(形成絡合物，摻雜被鈍化了)等一系列問題。大多數歐美科學家都嘗試過做化合物半導體研究、半導體激光器發光二極管研究，但最后多數放棄了。

　　這上面三位，赤崎勇、天野浩兩者在名古屋大學，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。

　　當然，赤琦勇最開創性的方面還在于，在藍寶石Sapphire襯底上的低溫緩沖層技術——LT Buffer Layer ，靠三維島狀結晶來釋放藍寶石三角晶系和上面六方相氮化鎵材料間的失配，最后獲得高品質的藍綠光發光材料。

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

　　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(以十數年計算)，本身就很聰明，加上運氣好，才有的收獲。