诺贝尔奖获得者中村修二受聘西北大学荣誉教授
2014年5月2日晚,诺贝尔物理学奖获得者、加州大学圣巴巴拉分校工程系材料教授,参观了西北大学“诺贝尔奖论坛”第三场讲座,向西北大学、Xi邮电大学、Xi工程大学及西北大学附属中学的600多名师生作了“高效蓝光发光二极管的发明与固态照明的未来”的专题学术报告,并分享了他的科研成长之路。
在报告中,中村修二首先介绍了蓝色发光二极管的发明对高效照明、显示等应用领域的巨大影响,引发了人类的照明革命,并与大家分享了他发明高效氮化镓蓝色发光二极管的过程以及他所克服的关键技术问题。
他介绍说,红色和绿色二极管已经存在很长时间了,但是要产生白光,红、蓝、绿三原色需要同时工作。原来的二极管只能发出红光和绿光,因为它的光能太低,而蓝光意味着它需要发出更高能量的光。20世纪80年代末,中村提出了制备氮化镓高效蓝色发光二极管的想法。他发明了一种新的“双流化学气相沉积”技术,这是一种用于生长高质量氮化镓的新的金属有机化学气相沉积方法。经过500多次测试,最终在普通蓝宝石衬底上获得了高电子迁移率的氮化镓薄膜。此外,他发现通过控制工艺中的氢浓度并结合高温退火工艺可以实现高质量的P型氮化镓。在克服了“生长高质量氮化镓薄膜”和“控制氮化镓空穴传导”两大材料制备工艺难题后,中村修二发明了高亮度蓝色发光二极管。
后来,中村修二介绍了他最新的科学研究进展。他说,发光二极管性能的提高总是会达到极限。一个典型的瓶颈是“发光效率的降低”,这是指电流密度增加后发光效率的降低。这是物理性质引起的问题,所以很难解决。然而,在他正在研究的新型半导体激光器及其激光照明技术中,蓝光和白光半导体激光器不会产生任何发光效率的降低,并且理论工作效率可以接近100%。研究结果有望给高效照明和显示领域带来重大变化。
会前,西北大学校长郭向颁发了“西北大学名誉教授”证书和蓝田玉印章。当天上午,中村修二还与西北大学物理学院的老师们进行了课题开发讨论,听取了西北大学物理学院五位师生代表的科研报告。中村教授对促进植物根系生长的发光二极管光源、太赫兹波的应用、光电传感器的研究及其工业应用表现出浓厚的兴趣,并详细询问了相关研究情况。他建议学院应进一步探索和研究蓝光在光纤传感、激光显示和有机光源中的应用。
据了解,西北大学自成立115周年以来设立了“诺贝尔奖论坛”。依托这个论坛,学校每年邀请一批诺贝尔奖和菲尔兹奖获得者来校开展学术交流,加快学校国际化进程,推动“双一流”学校建设。2018年,五位诺贝尔奖获得者将陆续来到西北大学开展高层次、高水平的学术活动。
中村修二,1954年出生于日本伊博马奇,毕业于日本德岛大学。他是日裔美国电子工程师,也是加州大学圣巴巴拉分校工程学院的材料教授。1993年,中村修二在日本日亚化学工业公司任职时,以开发基于氮化镓的高亮度蓝色发光二极管而闻名。当时,人们认为开发蓝色发光二极管是不可能的。在过去的20年里,只有红色和绿色的发光二极管。
中村修二因发明“高效蓝色发光二极管”获得2014年诺贝尔物理学奖。中村修二教授被誉为21世纪的爱迪生,并获得了一系列荣誉,包括任可纪念奖(1996年)、电气和电子工程师学会杰克·莫顿奖和英国最高科学奖(1998年)。富兰克林奖章(2002),中村教授于2003年被选入国家工程学院,并于2006年获得千年科技奖。中村教授于2000年加入加州大学圣巴巴拉分校。
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