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非典型的發明之路:中村修二與他的藍光二極體

Rock Sun
・2017/02/16 ・1586字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 528 ・七年級

「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。

中村修二先生從中研院長廖俊智先生手中接過名譽院士的證書。圖/中央研究院提供

對於中村教授來說,發明藍光二極體並獲得諾貝爾獎的過程既獨一無二、又非常辛苦,是一段不可多的寶貴經驗。總結他過去所得到的心得,中村教授對許多年輕、正在尋找道路的科學家、發明青年提出很棒的建議:

「如果你做跟其他 1000 個人一樣的事,你不會有突破;作為一個年輕人,除了經驗之外,最重要的是做一些別人不敢做的「賭博」,才能有突破。」

  • 中村教授錄製給年輕學子的一段影片(大家可以努力多聽幾遍)(影片/中央研究院提供)

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Rock Sun
62 篇文章 ・ 428 位粉絲
前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者


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泛科學 X 屏東大學科傳系——產學合作共創科學傳播大未來

PanSci_96
・2021/04/28 ・720字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 558 ・八年級

身為泛科學的讀者,一定對科普、科學傳播等等的名詞不陌生,但你知道在臺灣,有專屬於「科普傳播」科系嗎?國立屏東大學科普傳播學系(簡稱科傳系),是臺灣唯一以科普傳播(Science Communication)為名的科系,建設在數理學院之下,以培養科學傳播人才為目標。

科學傳播相關領域的人,不是只能在科學媒體、雜誌、博物館等地方工作,從產品技術含量極高的企業公關、科學科技政策的顧問、甚或是科幻小說家等等,都是需要運用到科學傳播技能的地方。

科學傳播不只需要以知識為底、具有傳播的思維與技巧,更要有跨領域的技能,這在如今的臺灣文理教育分流的環境之下,是極為不容易的事。為了促進科傳人才的養成, PanSci 泛科學與屏東大學科傳系簽署了產學合作計畫,以應對全球科學市場蓬勃發展,國內外科普人才供不應求的窘境,為學生創造實務與理論並行的多元學習環境。

泛科知識總經理馮瑞麒(左)與屏大校長古源光(右)合影。圖/國立屏東大學粉絲專頁

未來泛科學將會透過遠距教學、實際課程等授課方式,將科普傳播的實務經驗直接授予科傳系的學生。除了授課以外,也會提供企業實習的安排。

本次產學合作的簽署舉辦在科傳系的畢業展「科勢力」的會場內,展覽除了有學術界、產業界專家外,也特別邀請在地國高中生參觀。科普傳播不分年齡,「科勢力」畢業展適合闔家參觀互動,並從中學習科學傳播精神,而超前部屬的產學合作計畫,則替科傳系學生開闢專業技能習得的新道路。


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PanSci_96
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