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蓝光LED发明者为何获诺贝尔物理学奖?

2014-10-08 作者: 来源:阿拉丁新闻中心 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 10月7日,诺贝尔物理学奖得主的消息一经公布,整个LED业界顿时沸扬。可见LED在当今世界发展进程中,有着非同凡响的意义,并且未来也将会对人类产生深远而巨大的影响。那么,三位诺贝尔物理学奖得主具体的开创性工作是什么?

  10月7日,诺贝尔物理学奖得主的消息一经公布,整个LED业界顿时沸扬。因发明“高亮度蓝色发光二极管”,赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)和中村修二(Shuji Nakamur)获得2014年诺贝尔物理学奖。

  可见LED在当今世界发展进程中,有着非同凡响的意义,并且未来也将会对人类产生深远而又巨大的影响。

  值得一提的是,中村修二于2012年参加了全球LED年度盛会“新世纪LED高峰论坛”,并发表了前瞻性演讲,为LED产业提供新的指导和参考。

  那么,三位诺贝尔物理学奖得主具体的开创性工作是什么?

  据业内资深专家,科锐中国区总经理兼技术总监邵嘉平博士介绍,大约上世纪80年代初中期,基于磷化物,砷化物的红绿 红黄 等 发光二极管 LED差不多搞定了(当然高亮的AlGaInP四元红黄光要HP惠普科学家在80年代末才最终搞定),但蓝光一直没搞定,有做II/VI族的 也有III/V族的,氮化镓GaN最大的问题是缺乏同质衬底,不像GaAs, InP做近红外 红外那样容易做,又是宽禁带,需要更高温度合成(热场条件更苛刻),外延材料的缺陷密度高,空穴掺杂浓度低(形成络合物 掺杂被钝化了)等一系列问题。大多数欧美科学家 搞化合物半导体研究的做半导体激光器发光二极管的,都尝试过,多数均放弃。

  这上面三位,前两者在名古屋大学,中村在日亚,坚持不懈搞,比较一根筋,最起劲用MOCVD搞氮化物外延的主,此前主要是MBE分子束外延,MBE搞出来的缺陷密度要低,但做电子器件行,光电子器件/LED不行。他们动了很多邪乎的招,譬如低能电子束扫描退火LEEB, low energy electron beam 氧气中快速热退火 RTA, rapid thermal annealing(要知道 此前的所有半导体材料 硅锗 砷化镓 磷化铟 都最怕氧气,一般是在惰性气体中退火)。

  当然,赤琦勇最开创性地还在于在蓝宝石Sapphire衬底上的低温缓冲层技术 LT Buffer Layer 靠三维岛状结晶 来释放蓝宝石三角晶系和上面六方相氮化镓材料间的失配,最后获得高品质的蓝绿光发光材料。

  比之前两位,中村的工艺水平更高,1 cd量级的高亮度蓝光和白光LED是他最早搞出来 并且量产,同时,蓝绿光激光器他也是先驱。

  邵嘉平博士最后还表示,千万不要以为他们是拍脑袋的灵感 做出了很牛逼的事情。事实是,他们一根筋地坚持做研究(以十数年计算),本身就很聪明,加上运气好,才有的收获。

  中村修二演讲回顾

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