SHIF-MC预习资料(1)诺贝尔奖趣事:三流大学走出来的获奖者和他的第一、第二个伯乐

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2014诺贝尔物理学奖趣谈:一时无人相信的新成果和不为同行所知的发明人(三流大学毕业,在一个不大知名的小公司里苦干数十年的无名小卒中村修二):改变人类生活的氮化镓发光二极管LED是怎样诞生的

原题: 无人相信的发明 【2014诺贝尔·科学】 作者:南方周末记者 黄永明 2014-10-16 17:27:45 附图:2014年10月7日,美国加州,日裔物理学家中村修二出席新闻发布会前接受记者采访。 (东方IC/图)

在很长一段时间内,没有人相信一个小人物和一家小公司攻克了许多大公司和知名实验室都没有解决的难题。这样的尴尬时刻在中村修二的职业生涯中时常出现。 中村修二第一次见到赤崎勇是在1990年代初的一个学术会议上。那是中村第一次到美国参加氮化物研究领域的会议。 赤崎勇做完了一个学术报告,中村走上前去毛遂自荐。他耐心地等到赤崎勇跟一个同行交谈的空隙,然后双手把名片送上。“我叫中村。”他说。然而,那位业界前辈就像完全没有看到他一样,继续跟身旁的人交谈。中村以为是自己的声音太小了,于是又等了一个间隙,提高音量再次做自我介绍。赤崎勇还是没有搭理他。 在那个时候,赤崎勇在氮化镓的研究上已经是持续20年的领军人物了,他和他的学生天野浩发表了许多重要的论文。而中村在他们面前则是无名晚辈。 这样的尴尬时刻在中村修二的职业生涯中时常出现。作家鲍勃·约翰斯通(Bob Johnstone)在他写的中村修二的传记中记述了许多这样的事情。而每一次出现这样的状况,中村心中奋发图强的火焰都会燃高一寸。 那次会议过后仅仅几个月,中村就做出了世界上质量最高的氮化镓晶体,比他的前辈赤崎勇和天野浩做得还要好。他欣喜若狂。他从来没有在任何事情上做到世界第一,但这一刻,他已经是了。 氮化镓晶体是蓝光LED得以问世的关键一步。2014年,他与赤崎勇、天野浩一同因发明蓝光发光二极管而获得诺贝尔物理奖。 无名之辈 1993年11月12日,中村所在的公司——日亚化学在东京召开新闻发布会,公开了世界上第一批高亮度的蓝光LED。中村在默默工作了14年之后第一次为世人所知。 然而,彼时许多人并不相信这个无名之辈攻克了许多大公司和知名实验室都没有解决的难题。至少在很长一段时间内,连赤崎勇和天野浩都不相信这一事实。 只有当时在东京大学任电子工程学副教授的格哈德·法索(Gerhard Fasol)坚定地相信中村的发明。法索写了一篇综述,投稿给德国物理学会的期刊,然后这篇稿子就被编辑拒了。 “因为他(编辑)把这份报告拿给了德国的教授们看。教授们从来没听说过中村修二的工作,也不知道他所做出的突破,他们还在自己的实验室里走在研究II-VI族化合物的死胡同里。”法索向南方周末记者回忆道,“因为他们自认为是这个领域里最顶级的专家,于是他们把我写的报告给拒了。” 那个时候,法索知道中村也只有一年的时间。他是在1992年的一个物理学会议上了解到中村的工作的。当时法索从事物理学研究已经有18年,“我在名古屋的物理学会议上听了中村修二的报告,当时我立刻就判断出这是一个非常非常重要的结果。”法索说。 他随后就到那家连日本人都没听说过的小公司——日亚化学去拜访了中村。中村把他写的论文和获得的专利拿给法索看,还让法索亲眼看到了蓝光LED。 “在那个时候,我了解世界上几乎所有研发蓝光LED的研究组,包括IBM、日立、索尼,还有全球许多大学实验室和国家实验室,我了解它们的研究状况。很明显中村修二赢得了竞赛。”法索说。 在被德国的物理期刊拒稿之后,法索跟编辑争辩,说他的判断是正确的,而那些教授都错了。最终编辑被说服,那篇文章在1995年发表出来了。 渔村男孩 中村修二1954年出生在日本爱媛县的一个小渔村里。那里的人世世代代都以捕鱼和种田为生。读中学时,中村非常着迷于排球运动。他跟同学们组成排球队,天天研究和练习,但打比赛时总是以失败告终。这个运动他痴迷多年,虽然几乎没赢过。 他在学习上喜欢理论和逻辑,曾经想要成为一名物理学家或者数学家。然而,他的高中老师告诉他,物理学家是没饭吃的,你还是做一名工程师吧,而且,只要考上大学,你想学什么就学什么。后来中村考上了大学,才发现大学并不是老师说的那个样子。 中村考上的是一所三流大学——德岛大学,当时学校里的很多教授其实都是从高中老师转过来的。中村一开始很厌恶这所学校的教学环境,但后来有一天他想通了,事已至此,那就赶紧从这所学校毕业出去吧!这样他才开始认真上课。 大三的时候,中村听了一堂讲座,这个讲座改变了他一生的路径。讲座是助理教授多田修讲解半导体。听了讲座之后,中村对固态物理产生了浓厚的兴趣,并决定在这所大学里多待两年,念个硕士学位。 多田修是中村研究生期间的导师,他的实验室其实并没有多少经费,中村为了做实验常常需要自己动手拆卸废旧电器再做组装。这对中村来说倒是一种锻炼。 临近毕业时,他在工作的选择上向多田修寻求过很多帮助。他应聘的过程一开始并不顺利。公司想要招工程师,而中村在面试时谈了太多的理论物理,这曾是他被拒之门外的原因。后来他也在日本的大城市找到了工作机会,但在农村长大的他,并不喜欢城市生活。 况且,他读大学的时候就已经结婚,毕业的时候已经有了孩子,他的太太在德岛大学附属幼儿园上班,所以他最终决定,为了养家糊口,自己还是留在本地工作。多田修把他介绍给了自己的老朋友小川信雄,后者开了一家当时只有200人的化学公司,即日亚化学。 公司没有名气,工作条件看起来很简陋,同事们都是当地农民,农忙起来就请假不来上班。经过一番思想斗争,中村最终决定安心在日亚化学工作。 “我相信,在日亚化学,没有以下两个人,这个工作(蓝光LED)就不会出现:一个是小川信雄,一个是中村修二。”法索对南方周末记者说。 中村到了日亚化学之后,在研发部门工作。这个部门一开始包括他在内只有三个人,后来走了一个人,便只剩下他和他的上司两人。他一开始是根据销售部门的要求进行研发的,虽然有一些结果出来,但公司的业绩并没有起色。毕竟同类产品的供应商遍地都是,而日亚化学是个太没有名气的供应商。 销售部门的同事经常会用言语刺激他,说他研制出来的东西卖不出去。这个状况让中村苦闷了很多年。到最后,他决定赌一把,去研制蓝光发光二极管。他明白这件事是几乎不可能的,但是他已经不打算再在日亚化学工作下去了,所以大不了研制不出来就走人。 他带着这个想法越级面见小川信雄,心想如果被拒绝,那干脆直接辞职。万万没想到,小川信雄听了他的想法,一口就答应了他,同意他去研制蓝光发光二极管。 几年之后,中村还越级面见过一次小川信雄,那次是为了要研究经费。小川信雄在中村修二一个人身上投入了非常可观的240万美元,这相当于公司当年销售额的2%。 “他们两人谁都不可能独立完成这项工作,日亚化学需要他们两人,才能达到这个突破。可惜的是,小川信雄几年前已经去世,他无法享受诺贝尔奖的庆贺了。”法索说。 领先世界 中村修二在1979年加入日亚化学,直到1988年,他的转折点终于到来了。那一年,他在公司的资助下到美国佛罗里达大学进修了一年。他到那边的目的很明确——学习金属有机化学气相沉积法(MOCVD)。 那是这个渔村男孩第一次出国。他一开始担心自己语言不通,但到了实验室才发现,同学们哪国人都有,他们的英语也不怎么好。他对这种场面感到陌生而惊讶,“这到底是哪国的大学啊?”他曾这样想。 佛罗里达大学的著名材料科学教授史蒂芬·皮尔顿(Stephen Pearton)是在中村访问佛罗里达大学期间与他认识的。皮尔顿告诉南方周末记者,中村是一个开朗大方的人,并且非常热衷于讨论氮化镓制备的科学进展。 另一点让中村没想到的是,MOCVD仪器的实验时间非常难约,这是让他感到很不安的事情。当时他的教授刚刚购置了一套新的仪器,还没有组装起来。于是,中村再次当起了工人。他去美国12个月,前10个月都花在组装这庞大、复杂的仪器上。直到最后两个月,他才抓紧时间做了10次实验。然后就回国了。 然而,组装MOCVD的过程让中村变得异常强大,因为没有人比他更了解这套设备了。回到日本之后,他的公司也购买了一套同类设备,他在后来的实验中对仪器做了大量改装,而且全靠自己完成。通常情况下,大公司和大学里的实验人员是不敢随意改装MOCVD的,他们需要让厂家改装,折腾下来就得几个月。而中村当时的行事风格是:上午改仪器,下午做实验。 中村的确非常勤奋,他在三年半的时间里每天早7点到晚7点泡在实验室,回到家连睡觉都在思考他的实验,想到什么新点子就迫不及待马上尝试。 这一点让他的合作者印象深刻。法索曾与中村合作写书,他说中村是个“疯子”,12月30日、31日以及1月1日都仍在工作,元旦假期不休息,午夜的时候也会回他的电子邮件。 中村也是由直觉驱动的一个人。用法索的话说,“他是一个天才”。“也许你知道,中村在德岛大学学习的时候,那所大学是没有物理系的,所以中村并没有全面学习物理学,但还得了诺贝尔奖!”法索对南方周末记者说,“我是一名物理学家,我在大学里接受的物理学训练一直到博士学位,我能告诉你的就是,中村对物理学具有深刻的理解,但他完全是靠自学而来的!” 在皮尔顿的回忆中,自1993年研制出蓝光LED到大约1997年,中村所掌握的技术持续地超前于全世界其他的实验室。这一点在约翰斯通所写的书中也有表述:那段时间,只要是中村修二做学术报告,报告厅里一定是水泄不通的,而且每次中村都会展示一些超前于所有研究者的新成果。 “我相信,在研究用于氮化镓LED的大多数科学和技术的过程中,中村博士都是其中引领性的力量,他是最有资格获得诺贝尔奖的人。”皮尔顿说,“赤崎勇和天野浩博士在晶体生长、掺杂剂活化方面做出了重要的突破,他们得奖也是应当的。

2014诺贝尔物理学奖趣谈:一时无人相信的新成果和不为同行所知的发明人(三流大学毕业,在一个不大知名的小公司里苦干数十年的无名小卒中村修二):改变人类生活的氮化镓发光二极管LED是怎样诞生的原题: 无人相信的发明 【2014诺贝尔·科学】作者:南方周末记者 黄永明2014-10-16 17:27:45附图:2014年10月7日,美国加州,日裔物理学家中村修二出席新闻发布会前接受记者采访。 (东方IC/图)。。。。没理他。。(续昨)在那个时候,赤崎勇在氮化镓的研究上已经是持续20年的领军人物了,他和他的学生天野浩发表了许多重要的论文。而中村在他们面前则是无名晚辈。这样的尴尬时刻在中村修二的职业生涯中时常出现。作家鲍勃·约翰斯通(Bob Johnstone)在他写的中村修二的传记中记述了许多这样的事情。而每一次出现这样的状况,中村心中奋发图强的火焰都会燃高一寸。那次会议过后仅仅几个月,中村就做出了世界上质量最高的氮化镓晶体,比他的前辈赤崎勇和天野浩做得还要好。他欣喜若狂。他从来没有在任何事情上做到世界第一,但这一刻,他已经是了。氮化镓晶体是蓝光LED得以问世的关键一步。2014年,他与赤崎勇、天野浩一同因发明蓝光发光二极管而获得诺贝尔物理奖。无名之辈1993年11月12日,中村所在的公司——日亚化学在东京召开新闻发布会,公开了世界上第一批高亮度的蓝光LED。中村在默默工作了14年之后第一次为世人所知。然而,彼时许多人并不相信这个无名之辈攻克了许多大公司和知名实验室都没有解决的难题。至少在很长一段时间内,连赤崎勇和天野浩都不相信这一事实。只有当时在东京大学任电子工程学副教授的格哈德·法索(Gerhard Fasol)坚定地相信中村的发明。法索写了一篇综述,投稿给德国物理学会的期刊,然后这篇稿子就被编辑拒了。“因为他(编辑)把这份报告拿给了德国的教授们看。教授们从来没听说过中村修二的工作,也不知道他所做出的突破,他们还在自己的实验室里走在研究II-VI族化合物的死胡同里。”法索向南方周末记者回忆道,“因为他们自认为是这个领域里最顶级的专家,于是他们把我写的报告给拒了。”那个时候,法索知道中村也只有一年的时间。他是在1992年的一个物理学会议上了解到中村的工作的。当时法索从事物理学研究已经有18年,“我在名古屋的物理学会议上听了中村修二的报告,当时我立刻就判断出这是一个非常非常重要的结果。”法索说。他随后就到那家连日本人都没听说过的小公司——日亚化学去拜访了中村。中村把他写的论文和获得的专利拿给法索看,还让法索亲眼看到了蓝光LED。“在那个时候,我了解世界上几乎所有研发蓝光LED的研究组,包括IBM、日立、索尼,还有全球许多大学实验室和国家实验室,我了解它们的研究状况。很明显中村修二赢得了竞赛。”法索说。在被德国的物理期刊拒稿之后,法索跟编辑争辩,说他的判断是正确的,而那些教授都错了。最终编辑被说服,那篇文章在1995年发表出来了。渔村男孩中村修二1954年出生在日本爱媛县的一个小渔村里。那里的人世世代代都以捕鱼和种田为生。读中学时,中村非常着迷于排球运动。他跟同学们组成排球队,天天研究和练习,但打比赛时总是以失败告终。这个运动他痴迷多年,虽然几乎没赢过。他在学习上喜欢理论和逻辑,曾经想要成为一名物理学家或者数学家。然而,他的高中老师告诉他,物理学家是没饭吃的,你还是做一名工程师吧,而且,只要考上大学,你想学什么就学什么。后来中村考上了大学,才发现大学并不是老师说的那个样子。中村考上的是一所三流大学——德岛大学,当时学校里的很多教授其实都是从高中老师转过来的。中村一开始很厌恶这所学校的教学环境,但后来有一天他想通了,事已至此,那就赶紧从这所学校毕业出去吧!这样他才开始认真上课。大三的时候,中村听了一堂讲座,这个讲座改变了他一生的路径。讲座是助理教授多田修讲解半导体。听了讲座之后,中村对固态物理产生了浓厚的兴趣,并决定在这所大学里多待两年,念个硕士学位。多田修是中村研究生期间的导师,他的实验室其实并没有多少经费,中村为了做实验常常需要自己动手拆卸废旧电器再做组装。这对中村来说倒是一种锻炼。临近毕业时,他在工作的选择上向多田修寻求过很多帮助。他应聘的过程一开始并不顺利。公司想要招工程师,而中村在面试时谈了太多的理论物理,这曾是他被拒之门外的原因。后来他也在日本的大城市找到了工作机会,但在农村长大的他,并不喜欢城市生活。况且,他读大学的时候就已经结婚,毕业的时候已经有了孩子,他的太太在德岛大学附属幼儿园上班,所以他最终决定,为了养家糊口,自己还是留在本地工作。多田修把他介绍给了自己的老朋友小川信雄,后者开了一家当时只有200人的化学公司,即日亚化学。公司没有名气,工作条件看起来很简陋,同事们都是当地农民,农忙起来就请假不来上班。经过一番思想斗争,中村最终决定安心在日亚化学工作。“我相信,在日亚化学,没有以下两个人,这个工作(蓝光LED)就不会出现:一个是小川信雄,一个是中村修二。”法索对南方周末记者说。中村到了日亚化学之后,在研发部门工作。这个部门一开始包括他在内只有三个人,后来走了一个人,便只剩下他和他的上司两人。他一开始是根据销售部门的要求进行研发的,虽然有一些结果出来,但公司的业绩并没有起色。毕竟同类产品的供应商遍地都是,而日亚化学是个太没有名气的供应商。销售部门的同事经常会用言语刺激他,说他研制出来的东西卖不出去。这个状况让中村苦闷了很多年。到最后,他决定赌一把,去研制蓝光发光二极管。他明白这件事是几乎不可能的,但是他已经不打算再在日亚化学工作下去了,所以大不了研制不出来就走人。他带着这个想法越级面见小川信雄,心想如果被拒绝,那干脆直接辞职。万万没想到,小川信雄听了他的想法,一口就答应了他,同意他去研制蓝光发光二极管。几年之后,中村还越级面见过一次小川信雄,那次是为了要研究经费。小川信雄在中村修二一个人身上投入了非常可观的240万美元,这相当于公司当年销售额的2%。“他们两人谁都不可能独立完成这项工作,日亚化学需要他们两人,才能达到这个突破。可惜的是,小川信雄几年前已经去世,他无法享受诺贝尔奖的庆贺了。”法索说。领先世界中村修二在1979年加入日亚化学,直到1988年,他的转折点终于到来了。那一年,他在公司的资助下到美国佛罗里达大学进修了一年。他到那边的目的很明确——学习金属有机化学气相沉积法(MOCVD)。那是这个渔村男孩第一次出国。他一开始担心自己语言不通,但到了实验室才发现,同学们哪国人都有,他们的英语也不怎么好。他对这种场面感到陌生而惊讶,“这到底是哪国的大学啊?”他曾这样想。佛罗里达大学的著名材料科学教授史蒂芬·皮尔顿(Stephen Pearton)是在中村访问佛罗里达大学期间与他认识的。皮尔顿告诉南方周末记者,中村是一个开朗大方的人,并且非常热衷于讨论氮化镓制备的科学进展。另一点让中村没想到的是,MOCVD仪器的实验时间非常难约,这是让他感到很不安的事情。当时他的教授刚刚购置了一套新的仪器,还没有组装起来。于是,中村再次当起了工人。他去美国12个月,前10个月都花在组装这庞大、复杂的仪器上。直到最后两个月,他才抓紧时间做了10次实验。然后就回国了。然而,组装MOCVD的过程让中村变得异常强大,因为没有人比他更了解这套设备了。回到日本之后,他的公司也购买了一套同类设备,他在后来的实验中对仪器做了大量改装,而且全靠自己完成。通常情况下,大公司和大学里的实验人员是不敢随意改装MOCVD的,他们需要让厂家改装,折腾下来就得几个月。而中村当时的行事风格是:上午改仪器,下午做实验。中村的确非常勤奋,他在三年半的时间里每天早7点到晚7点泡在实验室,回到家连睡觉都在思考他的实验,想到什么新点子就迫不及待马上尝试。这一点让他的合作者印象深刻。法索曾与中村合作写书,他说中村是个“疯子”,12月30日、31日以及1月1日都仍在工作,元旦假期不休息,午夜的时候也会回他的电子邮件。中村也是由直觉驱动的一个人。用法索的话说,“他是一个天才”。“也许你知道,中村在德岛大学学习的时候,那所大学是没有物理系的,所以中村并没有全面学习物理学,但还得了诺贝尔奖!”法索对南方周末记者说,“我是一名物理学家,我在大学里接受的物理学训练一直到博士学位,我能告诉你的就是,中村对物理学具有深刻的理解,但他完全是靠自学而来的!”在皮尔顿的回忆中,自1993年研制出蓝光LED到大约1997年,中村所掌握的技术持续地超前于全世界其他的实验室。这一点在约翰斯通所写的书中也有表述:那段时间,只要是中村修二做学术报告,报告厅里一定是水泄不通的,而且每次中村都会展示一些超前于所有研究者的新成果。“我相信,在研究用于氮化镓LED的大多数科学和技术的过程中,中村博士都是其中引领性的力量,他是最有资格获得诺贝尔奖的人。”皮尔顿说,“赤崎勇和天野浩博士在晶体生长、掺杂剂活化方面做出了重要的突破,他们得奖也是应当的。wKhTglRBN5QEAAAAAAAAAAAAAAA812

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