非典型的發明之路：中村修二與他的藍光二極體

2017/02/16 |

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「這個社會很容易被別人看不起，然而，就我的經驗而言，這才是發明具有獨創性的神奇產品的第一步。因此，千萬不要畏懼跳脫常識。」——中村修二《我的思考，我的光》

2017 年 2 月 8 日，藍光二極體的發明者中村修二教授來到了台灣中研院，除了獲頒名譽院士證章，也擔任當天講座講者，以親身經驗為眾多的聽眾帶來藍光二極體的發展史，並預測人類下一階段照明科技的發展趨勢。

這場演講中，中村展現出了一種比較像是實業家的氣質，而非科學家。自己談到對 1999 年時選擇前往美國加州大學聖塔芭芭拉分校的感想，他表示：「美國和台灣很像，大家都想自己開公司，相較之下日本很無聊。」圖／中央研究院提供

非學院派研究者的成功之路

做為一位諾貝爾獎得主，中村修二的故事可說是非常的「有趣」。並非學界出身的他，沒有國家級的資金贊助，而是在電子公司中以較低的成本致力研發新型態的 LED 照明——當時仍處於難產階段的藍光 LED 。

「我一個人要做所有事，」中村笑著說：「 1980 年的時候日本發明界還不相信藍光 LED 的出現。」

所有的二極體中，最早開始發展、應用的是紅光，發生在 1970 年左右。而當時藍光不只沒有處於發展階段，而是根本還沒起步。不同於當時研究藍光二極體的眾多研究團隊，選擇以硒化鋅（ZnSe）作為研究材料，中村選擇用氮化鎵（GaN, Gallium nitride）。大家選擇硒化鋅是因為它品質較好，但理所當然造價高昂；而沒沒無聞的氮化鎵因為較硒化鋅劣質，所以要產出完美的產品相當困難，相對的幾乎沒有什麼人研究它。中村就是利用著個機會，從公司中的實驗室開始，自行研發儀器，開始了把氮化鎵做成合格晶體的路程。

在短短的 1990~2000 年之間，藍光二極體就橫空出世，而且不只是被發明出來，還到達可以商業化的階段，這麼一個可以調控成白光、節能，還能更進一步用在溫室中的光源，讓許多先進國家趨之若鶩。

藍光二極體。如果把 LED 的發展分階段，第一階段以藍寶石、碳化硅的異質磊晶為光源，第二階段則以氮化鎵上的同質磊晶為光源，而現在即將踏入第三階段，也就是雷射光元件（Laser Lighting）時代。圖／Gussisaurio, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

藍光科技對世界的影響，比你想像更多

那麼在藍光二極體出現之後，我們的照明技術又會有什麼變化？

藍光二極體產生的光，可以調控得很接近日光，在演講中，中村教授不只一次強調：日光才是最好的光源，因為日光所能提供的不只是可見光，還有紫外線和紅外線，這是現在LED照明無法做到的。除此之外藍光二極體的光應用彈性也很大，可以用在越來越小的投影機上，也更適合製作成駕駛的汽車頭燈……等，還有一些你沒想過的日常應用，例如可以發光的衣服。

不過其實不只是照明層面，而是整個通訊科技都可能會改變。

在未來，光線將不只是照明工具，資料讀取、傳輸也是光的技術延伸。例如 Wi-fi 網路能夠藉由雷射光元件的發展再更進一步，變成光照上網技術（Li-Fi），傳輸量比 Wi-Fi 更大的 Li-Fi ，在一些網路架設不易的地方（例如中國）會是一個令人期待的解決方案。

包括在演講後的訪問，中村教授對於藍光二極體的未來發展都是非常的正面。