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嘉宾观点
中村修二

   毕业于日本德岛大学,日裔美籍电子工程学家,美国加州大学圣塔芭芭拉分校工程学院材料系教授。中村修二于1993年在日本日亚化学工业株式会社就职期间,基于GaN开发了高亮度蓝色LED,从而广为人知。当时,开发一种蓝色LED被认为是不可能的,此前的20年间只有红色和绿色LED。中村修二的创新使得LED生产商能够生产三原色(红、绿和蓝)LED,从而使实现1600万色成为可能。或许最为重要的是,LED行业利用这种新技术来开始白色LED(半导体生态光源)的商业化生产。由于在蓝光LED方面的杰出成就,中村教授获得了一系列荣誉,包括仁科纪念奖(1996),IEEE Jack A.莫顿奖,英国顶级科学奖(1998);富兰克林奖章(2002),2003年中村教授入选美国国家工程院(NAE)院士,2006年获得千禧技术奖。 2000年,中村教授加入加州大学圣芭芭拉分校。他获得100多项专利,并发表了200多篇论文。2014年10月7日,赤崎勇、天野浩和中村修二因发明“高效蓝色发光二极管”而获得2014年诺贝尔物理学奖。2016年9月15日,受聘中国矿业大学名誉教授。2017年12月6日,受聘为四川师范大学荣誉教授。

                                                                                                                                                                                                            

    我想跟大家讲一下我自己的经历。因为我自己的经历就是如何去创新、如何去开展一个公司,因为我自己有两个公司。在我自己的经历当中。我会给大家介绍我如何发展蓝色LED的,这是日本有4个岛,最早叫4个岛,我在最小的岛上出生的。我去了德岛大学,我的专业是工程学,德岛大学在日本并不是一个有名的大学,他可能只是一个二流,三流大学。大家知道的都是东京大学等等著名的大学。而我的大学只是一个很平凡的大学。我就是上了德岛大学。当我毕业了加入到日亚化学,他是一个很小的公司也在很小的城市当中。这个公司当时只有100多个人,我作为工程师进入到公司当中。我在这个公司工作了20多年,他是一个很小的化学公司,在那个时候我发展蓝色LED,白色LED。同时我还专注到紫色LED等等。我们那个时候只是关注于公司本身,我们没有从政府拿到一分钱,我们也不知道外面的世界是怎么样的?所以当时我们的世界是非常狭小的。在那个时候作为一个年轻人,我们没有机会看到外面的世界。

这就是我当时的照片,在日亚公司从1979年毕业开始。我周围的人,有些人从顶级大学毕业,有些人从高中毕业的,我们每个人的背景都不一样。当时我们的工作并不是关注于你自己毕业的学校是什么?他仅仅是关注于你做了什么样的事情。我们当时工作注意力也仅仅关注于什么时候能够获得升迁,什么时候获得升职,提高工资等等。相信在中国也是差不多的,大家都会注重于高等大学著名的学府。在日本也是一样的,我们的教育体系也是这样的。公司比较注重毕业于著名大学的人,他们不会关注你的工作能力怎么样,他们不会关注你能不能解决难的问题。

我们看一下什么是LED,我们生命中第一道光源就是太阳光,太阳光是自发的。所以要创造LED我们要模仿太阳光。LED有三层膜,有N型膜,P型膜,还有中间的膜,这就是LED的模型。在1993年我们开始发明蓝色LED,在这里我们就能使不同的颜色变成可能,这也是三层LED膜的模型。我们看一下如何发明白色的LED呢?因为我们现在有了蓝色和黄色,就可以把蓝色和黄色结合起来。但是这不是一个很难的例子。比较难的是绿,红,蓝的结合。通过蓝色和黄色,我们可以制造出白色LED。

我们这里有一篇文章显示蓝色光的危险性,蓝色光为什么对我们的生活产生一些危险性呢?我们有一项研究,就是蓝色LED会影响我们体内的褪黑素。比如我们今天的屏幕也包括蓝色LED,我们所用的苹果和Ipad都有蓝色LED。这种蓝色LED在2016年的时候,这一篇文章是两年前的事情了。就是提醒我们要注意手机上的蓝色LED。因为蓝色LED会影响我们的日常生活,甚至还会产生致癌的可能性。就是因为它会影响到我们体内褪黑素的水平,减少体内黑色素。对于男人来说,在大城市当中男人患前列腺癌增长了2倍,女性患乳腺癌增长了1倍,都是因为蓝色LED的影响。大家尽量少使用蓝色LED的产品。我知道现在这种产品也是很多的。比如我们的手机,我们要尽量减少对于手机的使用。我公司现在已经不做蓝色LED了,我们想要做白色LED来促进大家的健康水平。

这是历史过程,我们什么时候发明了红色LED,差不多在二十世纪七十年代发明了红色LED,红,蓝,绿这是三个最基本颜色。在那个时候很多科学家对蓝色LED趋之若鹜,但是没有人成功。但是在我自己小小的岛上,我自己小小的公司当中,我们发明了蓝色LED,时间在1993年。那个时候没有人会相信这一点,大家都会感到很惊讶,因为全世界的科学家都在研究蓝色LED。这个就是一点点历史介绍。蓝色LED的刚开始质量不是很高,发光也不是很亮,1988年我去了佛罗里达大学学习,接着我从美国回到日本的时间在1989年在1992年我通过在美国的学习,发明了蓝色LED,这就是我自己的历史介绍。因为我之前的教育帮助了我很多。那个时候我们的日亚公司2000年主要关注以下材料,化合物半导体,单结晶材料,那个时候我们公司没有钱,所有的装置都要我自己做。我问老板可不可以给我们多一点资金,他说你需要多少钱,我告诉他了多少钱,我老板说你肯定疯了,公司没有这么多钱。这些装置我就自己去焊接。这一张照片是我自己做装置的时候,这些装置是由我自己装置,自己焊接的。当然这些最基础的工作,也帮助了我日后发明蓝色LED。 通过蓝色LED我们可以发明白色LED,最终创造白色LED的灯泡。

LED对于节能的影响,能够在全世界节省很多能量。如果我们用一般的灯泡,它是16每米牛瓦,用银光灯是70,我们用LED灯达到300每米牛瓦,所以节省很多能源,用LED到2020年我们会减少更多的核电站。它对农业还有影响,我们在农业使用LED就可以去建造一个无尘室,在无尘室使用蓝色和灰色LED。因为植物是绿色的,所以我们可以使用蓝色和红色的LED照明这个城市当中。它可以把植物的生长水平提高到2.5倍。CWS是指的太阳光,接着我们有LED光,这是我们给大家的对比。我们可以从这个里面看到蓝色LED和红色LED和绿色LED。可以看到LED的表现没有太阳光好,这是对于植物的影响,能够促进植物的影响。但是对于人类也是一样的。这个例子是我们用罗列叶做的例子。我们每天早上在办公室待到晚上,每天都待到房间当中,让我们无法沐浴阳光。我们所照的光都是LED的光1、2、3,这给我们造成了很多疾病风险,所以我们需要有一种仿太阳光的光亮,这样对我们才有促进。如果没有太阳光一直在室内就会产生很多疾病。这是我们现在面临最大的问题。

为什么蓝色LED的创造很难呢?我们看一下历史上所发生的事情。当时我们要创造蓝色LED的时候有两个选择。一个选择是我们选择硒化芯,另外可以选择氮化镓,这些氮化镓就是右边的黑线条,基本上没有人选择氮化镓。我在1989年的时候去美国,跟美国的博士学生一起做研究,那些学生问我,你说博士吗?我说不是,我是一个本科生。结果他们问我发表了多少文献,我说没有发表过任何文章。因为我就一直在公司里面工作,而且还是一个小公司。接着那些学生就觉得我是一个技术人员,不是一个科学家,因为在那个时候科学家意味着你就要发表文章,但是我没有文章,他们就觉得我只是一个技术员而已。接着一年之后我回到日本想拿到一个博士学位。那个时候想要拿到博士学位,必须要发表很多的文献。我因为在日本要想得到博士学位可以不用上学,但是你必须要发表5篇文章。我们叫做文献学位。我当时就想如果能够发表文章,得到博士学位就好了。我从来没有想过要发明创造LED。

我们看一下蓝色LED包含了三层,P型和氮化镓,还有N型。有两层缺失的,就是P型跟N型氮化镓。下面有两项气象沉积法,通过这个就可以改善我的装置,我每天都在改善装置。完全工作了一年半,我就在1991年的时候发明了两流的气象沉积法。通过这个气象沉积法,我每个月都有一定的进步,我每几个月也能发表一些文章。这个方法帮助了我很多。通过这个方法我在1992年找到了确实的两层,是在1992年实现了我的目标。

我们现在到了1994年,1994年的时候,我也是关注高亮度阴氮化镓LED。接着关注的是紫色发光二极管。但是今天我没有更多的时间跟大家介绍紫色发光二极管。这是我的公司,Soraa公司。我们注重的不是蓝色LED,因为蓝色LED会造成健康问题。我在2000年搬到了美国,我觉得在日本的生活比较无聊,所以我选择去美国生活,在搬去美国之后,我在大学当中有了一间自己的办公室,我接到了很多电话,所有的电话都是从硅谷打来的,他们都问我,想不想加速我的公司呢?我说不好意思,我的英文不太好,也不太懂美国人生活方式。因为在这之前我一直在日本工作,在2006年的时候我们开始注重LED的研究,同时发表了一些文章。我朋友问我要不要一起创建一个公司,所以我们在2008年一起创建了一个公司,主要负责白色LED。因为在那个时候白色LED跟太阳光已经差不多了。太阳光是最健康的,接着我们用白色LED创造了各种各样的装置。比如灯泡等等。

这就是我们现在的研究,叫做GanonganLED。我们关注的不是蓝色LED。使用通过这个,我们的效率可以提高70%,而蓝色LED效率仅仅是40%。所有绿色,蓝色,红色LED都是来自荧光体。左边是我们的ganongan,右边是我们的太阳光和卤素灯的对比,太阳光是很安全的。这个跟日光是完全不一样的,所以我们可以使用白色LED,如果在房间当中使用更健康的LED那就能够极大的促进人类健康。就能够避免更多的由蓝色LED造成的疾病了。因为每天我们都是在室内待着嘛。

这是上海高中的一些学生们,这些学生都带着眼镜,他们都有近视问题。这就是我们最近的发现在2015年,自然杂志上发表的一篇文章。大家都知道我们眼球结构是怎么样的?在太阳下,我们的眼球是很安全的。如果每天学生能够有2到3个小时在户外活动,享受阳光就不会有近视了。但是在中国我们都知道,这些学生是没有时间在太阳底下玩耍的,没有时间在太阳底下运动的,每天都在埋头学习,想要进入北京大学,清华大学,仅仅每天都在室内生活。所以,慢慢的,越来越多的中国学生有了近视问题。就是因为他们缺乏的是紫色跟红色。每天暴露在蓝色LED的光线之下。

这是我们日本医生的文章。紫色光线能够帮助治疗近视,能够抑制近视,但是蓝色LED会对我们的眼睛造成一定的损害。但是室内我们是没有紫色光线的,这是最重要的问题。现在最重要的就是在早晨我们需要太阳光。这些太阳光是全色谱的。我们现在所研究的光线就几乎跟太阳光是一样的。它是一个全色谱的,早晨我们有太阳光,但是晚上黑暗对我们的健康是最好的,在晚上如果你需要工作的话,在长时间的灯光下工作,其实对健康也是有一定损害的。通过我们现在这种新型的LED能够仿太阳光,这样对我们的健康也有一定的保护了。谢谢!



乔治·斯穆特
曾莉莉

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