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中村修二:激光技术也将发生重大变革

2014-10-21 作者: 来源:日经技术在线 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 2014年荣获诺贝尔物理学奖的美国加州大学圣塔巴巴拉分校(UCSB)教授中村修二日前接受了本站记者的采访。从蓝色LED实用化的过程和现在的研究主题,再到中村成立的风险企业,以及从企业经营中感受到的风险企业在日美两国的环境差异等,话题涉及很多方面。本文将以中村介绍的研究主题为中心,介绍此次采访的概要。

  LED的性能提高总会遇到极限,一个代表性的瓶颈就是“光效下降现象”。这是指提高电流密度后,发光效率下降的现象。因为这是物理性质导致的问题,所以解决起来非常困难。但半导体激光器没有光效下降现象。而且,只要开始振荡,(理论上)效率可以达到100%。

  出于上述理由,我们正在以“效率接近100%的发光体”为目标,开发新型半导体激光器。为此还在去年(2013年)新成立了一家风险企业。虽然企业的名称和具体成果还不能详谈,但现在这家企业正在制作会令外界大吃一惊的激光器。估计在不久的将来,该领域将会产生重大变革。

  用途方面,估计首先将是激光投影仪。使用这种产品可以在地面、天花板等所有位置投射影像。如果制作出输出功率高的激光器,那么在明亮的房间里也能看清影像,而且还能以低成本实现大屏幕。激光投影仪能够以30~50万日元的成本实现100英寸的观看尺寸。而液晶电视估计需要200万~300万日元。

  除此之外,激光器还有其他用途,比如说照明领域。宝马i8的前灯就配备了激光器。

  使用紫色LED,让白衬衫显得更白

  当然,LED也在进步。例如,我们正在开发的紫色LED与荧光材料组合而成的白色LED,其特点就是发光中含有紫外光。

  普通的由蓝色LED和荧光材料组成的白色LED不含紫外线。因此,与含有阳光和紫外线的其他光源相比,呈现出的色彩有时会存在差别。例如白衬衫。一般的白衬衫都含有荧光物质,这种物质的作用是突出白色。但在过去的LED照明下看这样的白衬衫,因为光源中不含紫外线,光线与荧光材料不发生反应,因此衬衫会显得发黄。使用紫色LED的白色LED已经由(中村等人成立的)风险企业Soraa公司投产。蓝色LED一般是在蓝宝石基板上制作,而我们的紫色LED是在GaN基板上制作。

  制作大尺寸晶体

  我们还在研究制作(以GaN基板为基底的)GaN大晶体(体晶)。通过利用名为“氨热法”的液相法制作大型GaN晶体,在晶体上切割出GaN基板,理论上可以大幅降低基板的成本。而且还有望制作出没有晶体缺陷的“无转位”GaN晶体。

  目前,因为晶体的生长速度缓慢,因此这种方法的成本比现有方法(HVPE法)还要高。这就要首先利用氨热法制作出GaN基板所需的高品质籽晶,然后再利用HVPE法,使晶体在籽晶上生长。但将来,估计氨热法的制造速度估计会加快。届时,使用由这种方法制作的GaN大晶体将能够制作出GaN基板。

  在凭借蓝色LED获得诺贝尔奖之后,蓝色LED的材料GaN受到的关注也与日俱增。GaN不仅是LED和激光器等发光元件的材料,还有望成为功率器件的材料。在几年前,尽管我们提出过“成立GaN功率器件方面的风险企业”,但完全没有得到投资者的支持。而最近,投资者对此表现出了浓厚的兴趣。

  年轻的时候,我不分工作日还是周末,每天都在为这些研究进行实验。但最近已经几乎不再进入现场做实验。绝大多数实验都交给了学生和研究员。我的职责是指明研究的“方向性”。这一点其实非常重要。因为研究一旦搞错方向,所有的辛苦都将付诸东流。

  获得资金必不可少的三个重点

  除了大学的工作,我还在参与创办风险企业。创办企业时最辛苦的要数筹措资金。真的非常辛苦,甚至可以说我现在的主要工作就是筹措资金。说服投资者的要点大致有三个。首先,准备制作的产品在世界上绝无仅有;其次,市场非常大;最后,拥有优秀的人才。如果不能充分展示这三点,就争取不到资金。

  美国与日本相比,可以说孕育、培养风险企业的环境更为完善。举例来说,在美国,只要与投资者谈上1个小时左右,博得对方的认同,投资当场就能拍板。而在日本,最快也要几个月。

  不只是资金,人才也是如此。在美国,只要打个电话就能招揽到优秀人才。因为越是优秀的技术人员和研究者,就越希望加入风险企业。包括IPO在内,机会巨大也是一种吸引力。工作的回报当然是报酬,至少美国的技术人员是这样认为的。这与职业棒球运动员的年薪一样,估计没有运动员会说“取得了好成绩也不用涨年薪”。反言之,大家是为了提高年薪而努力,无论是棒球运动员还是技术人员都是如此。我觉得,个人的这种态度正是冲劲十足的风险企业不断在美国诞生的秘密。

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