藍光之魅 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：大眾

本書是2014年諾貝爾物理學奬獲得者赤崎勇的自傳，生動地迴顧瞭作者的成長曆程尤其是研究藍色LED材料的精彩故事。
赤崎勇是日本著名的半導體科學傢，名城大學教授、名古屋大學特聘教授。其少年時代是在戰爭年代度過的，因而他一嚮厭惡戰爭，祈求和平。戰後自由的氛圍給瞭赤崎先生這樣的有誌青年很好的發展機遇，從小就熱愛礦石結晶的他在機緣巧閤下，走上瞭研究人工結晶的科研道路。2014年，赤崎勇與天野浩、中村修二共同獲得瞭2014年諾貝爾物理學奬，以錶彰他們“發明瞭高效的藍色發光二極管”，讓明亮且節能的白色光源成為可能。
“隻要不放棄，就能開創新的道路。”赤崎勇先生的述說圍繞著對事業的“執著”，他認為是這種“執著”帶給他成功。本書的譯者、編者無不為先生的執著所打動。這種執著成就瞭一代諾貝爾大師的一生，是值得我們學習的。我們相信讀者能從中有所收獲，希望讀者能因此成就自己的一生，這是我們不費辛苦引進該書的初衷。

內容簡介

本書是2014年諾貝爾物理學奬獲得者赤崎勇的自傳，生動地迴顧瞭作者的成長曆程，尤其是研究藍色LED材料的精彩故事。赤崎勇是日本著名的半導體科學傢，名城大學教授、名古屋大學特聘教授。2014年，赤崎勇與天野浩、中村修二共同獲得瞭2014年諾貝爾物理學奬，以錶彰他們“發明瞭高效的藍色發光二極管”，讓明亮且節能的白色光源成為可能。
自由的氛圍給予瞭像赤崎先生這樣的有誌青年很好的發展機遇，從小就熱愛礦石結晶的赤崎先生因各種機遇的引導，走上瞭研究人工結晶的科研道路。靈感與勤奮、偶然與必然，赤崎先生最終用高品質的氮化鎵結晶製造齣瞭藍光LED，實現瞭LED的實用化。
本書嚮年輕人展示瞭一個最終獲得諾貝爾奬的研究者進取的人生，將引導年輕人科學研究的動機和勇氣，矢誌不渝地探索科學世界的奧秘。

作者簡介

赤崎勇，名城大學終身教授，名古屋大學特聘教授、名譽教授。工學博士。美國電氣和電子工程師學會（IEEE）終身會士、美國國傢工程院（NAE）外籍院士。1929年生於鹿兒島縣。1952年畢業於京都大學理學係。後在神戶工業、名古屋大學、鬆下電器産業東京研究所等處工作。1981年任名古屋大學教授。1992年任名城大學教授。因發明高效藍色發光二極管，與天野浩、中村修二共同榮獲2014年諾貝爾物理學奬。

內頁插圖

目錄

序章　鈷藍之魅／ ００１
　　與“冷光”相遇／ ００２
　　專心緻誌於鍺的單晶體製作／ ００４
　　這正是我要做的事／ ００５
　　執著於韌性材料／ ００６
　　終於製成瞭閃閃發光的晶體／ ００７
　　沁入眼球的藍光／ ００９
　　藍色ＬＥＤ 的今天／ ０１２
第一章　“能做喜歡的事就好瞭”／ ０１４
　　父親的叮嚀與母親的關愛／ ０１４
　　著迷於礦石／ ０１６
　　“敬天會”：心中嚮往的中學生活／ ０１８
　　“學生動員”，在軍工廠工作／ ０２０
　　鹿兒島大空襲之夜／ ０２２
　　戰敗、高中入學考試／ ０２５
　　成為自己嚮往的七高生／ ０２８
京都大學入學典禮之日／ ０３０
　　“布奇·愛因斯坦”／ ０３２
　　與其思考做不到的理由，不如動手做／ ０３４
　　登山的快樂／ ０３５
第二章　結晶、光、半導體
　　———神戶工業，第一次名古屋大學時期／ ０３７
　　顯像管開發中與“冷光”相遇／ ０３７
　　“單晶體薄膜”之念／ ０４０
　　晶體管的萌芽期／ ０４１
　　成為名古屋大學的助教／ ０４３
　　製作鍺的單晶體／ ０４５
　　結晶實驗：科學＋藝術／ ０４８
　　名古屋大學：成為研究者的齣發地／ ０５０
　　花絮：初訪美國時的大尷尬／ ０５３
第三章　“獨自走嚮荒野”
　　———鬆下電器東京研究所時期／ ０５７
　　企業研究所位於半導體元件研究的前沿／ ０５７
　　被鬆下電器東京研究所網羅／ ０５８
　　“做發光半導體”／ ０６１
　　元素半導體與化閤物半導體／ ０６２
　　光的二象性／ ０６４
　　“發光半導體”的結構／ ０６５
　　投入“魔幻結晶”之研究／ ０６９
鬆下幸之助與“Ｓ計劃”／ ０７１
　　投入紅色激光的研究／ ０７３
　　從最難的問題著手／ ０７４
　　為何是氮化鎵？／ ０７５
　　執著於材料的“堅韌度”／ ０７８
　　用ＭＢＥ 法製作氮化鎵單晶膜／ ０８０
　　“未來革新技術計劃”／ ０８１
　　“獨自走嚮荒野”／ ０８３
　　迴到原點／ ０８４
　　著眼於ＭＯＰＥ（ＯＭＶＰＥ）法／ ０８５
　　“光計劃”／ ０８７
　　花絮：迫降蘇聯之驚／ ０９０
第四章　未達之巔峰
　　———第二次名古屋大學時期／ ０９５
　　選擇ＭＯＶＰＥ 法與基闆改造／ ０９５
　　就像在樹上嫁接竹子？／ ０９８
　　關於緩衝層的設想／ １００
　　低溫緩衝層條件下的結晶／ １０２
　　“文質彬彬”／ １０５
　　嚮ｐ型結晶挑戰的時機成熟瞭／ １０８
　　發光強度增大瞭／ １１２
　　發現鎂比鋅更容易離子化／ １１３
　　“老師，沒有被選上”／ １１４
　　終於實現瞭前人未達到的氮化鎵ｐｎ結型藍色ＬＥＤ ／ １１７
偶然與必然／ １１８
　　控製ｎ型結晶的傳導度／ １１９
　　與豐田閤成、新技術開發事業團的産學官協作／ １２４
　　最重要的是“想乾的念頭”／ １２６
　　命運的相遇所引導的道路／ １２９
　　花絮：與噶卡先生的邂逅／ １３０
第五章　來自電子工程學前沿的挑戰
　　———名城大學時期／ １３４
　　從名古屋大學到名城大學／ １３４
　　關於“量子阱”的研究／ １３５
　　“不是可以寫下激光已經産生瞭嗎？”／ １３８
　　指嚮更遠的前沿／ １４２
　　開拓紫外ＬＥＤ 等光器件波長領域／ １４３
　　下一代晶體管的發展／ １４５
　　ＬＥＤ 應用的推廣／ １４６
終章　迴首作為研究者的人生／ １４８
　　得奬是一種激勵／ １４８
　　不為“流行”的研究課題所動／ １５０
　　病床上也未忘卻研究之事／ １５２
　　研究無捷徑／ １５４
　　挑戰技術課題而産生的科學／ １５５
　　謙虛：科學工作者所需的品質／ １５６
　　世間之寶：行途中的夥伴／ １５７
後記／ １５９
附錄一　２０１４年諾貝爾物理學奬新聞稿／ １６１
附錄二　諾貝爾奬獲奬紀念演講概要／ １６８
附錄三　GaN／LED：為人類帶來福祉的發明／ １７７
附錄四　藍色發光二極管研究開發時間錶／ １９２
附錄五　赤崎勇教授贈送給諾貝爾博物館的贈品／ ２０１
譯後記一／ ２０５
譯後記二／ ２０８

精彩書摘

對於人類和很多生物來說，光是十分寶貴的。自古以來，人類用自己的雙手製作瞭各種類型的光源。最早的人工光源也許是火。火給人類的生活帶來瞭巨大的變化。從文明史的發展來看，火也許可以稱為第一代光源。然後是大約１３０年前愛迪生發明的白熾燈，可以稱之為第二代光源。第三代光源就是熒光燈，是發光的同時不發散熱量的冷光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ①）。
而今天，我們已經掌握瞭第四代———ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：發光二極管）、第五代———ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ：激光二極管）這樣一些全新的光源。ＬＥＤ、ＬＤ 的光也是冷光源，而相對於第二、第三代利用真空技術的光源來說，ＬＥＤ 發齣的光是利用半導體技術開發的“固體發光元件”産生的，這與迄今我們所知的人造光源有著巨大的差彆，換言之，ＬＥＤ 是“發光半導體”。
現在，不僅會在照明設備、信號燈上使用ＬＥＤ，個人計算機、智能手機的液晶顯示器的背光源等各種各樣的領域也都在使用ＬＥＤ。
然而，針對ＬＥＤ 的研究和開發並不容易。在“光的三基色（紅色、綠色、藍色）”中，唯有藍色光很難製作齣來。人們甚至預測“很難在２０ 世紀裏製作齣有實用性的藍色光來”。如果缺少“三基色”中的藍色，就不能製作彩色顯示器以及白色的照明燈。
在這樣的背景下，從２０世紀７０年代起至今的４０年間，我一直從事著藍色ＬＥＤ 的研究和開發工作。在我開始對半導體發光元件進行研究時，藍色ＬＥＤ 實用化的前景十分渺茫。當我意識到這一情況時，卻油然而生一種直覺：“這就是我要做的事。”當然，這確實是一次巨大的“賭博”。
但當時我並沒有考慮成功與否，而是下瞭決心，走前人未走過的道路。

與“冷光”相遇
在孩童時期，我並沒有想到自己將來會成為學者或是研究者這樣的人物。我隻是一個好奇心很強的少年。
我齣生於１９２９年，在舊製中學讀到四年級的時候，日本戰敗瞭。經過舊製高中的學習後，我進入京都大學，學習化學和物理。當時的理科生多多少少都有以科技復興日本的願望。１９５２ 年大學畢業後，我進入神戶工業股份公司（戰前為川西機械製作所，現為富士通天株式會社）工作。神戶工業的前輩中有許多非常傑齣的研究者和技術人員。
在這裏，我先研究瞭真空管裏使用的各種金屬部件的性能。真空管（電子管）的發端是弗萊明①發明的“真空二極管”。之後，電唱機、收音機、電視廣播、通信、雷達、電腦等都使用瞭真空管，它是電子工程學的核心元件，是支撐電子工程學這颱大戲的主角。
不久之後，日本有瞭電視廣播，神戶工業開始著手開發電視接收器的核心部件———顯像管。顯像管是布勞恩②在１８９７年開發的十分齣色的電子元件，它實質上比弗萊明的二極管更早問世，是真空管的先驅。我從１９５４年開始，擔任顯像管的研發工作。
在研發顯像管中映射映像部分的熒光麵時，我與“不帶熱發光的”冷光源初次相遇，瞭解瞭其原理。實際看到這種光源時，我完全被它吸引瞭，而後，我為此投入瞭整個人生。
沒過多久，由於有容易損壞、壽命短、尺寸過大等缺點，２０世紀前半葉風靡一時的真空管最終被小型的固體半導體元件所替代。半導體的電氣特性介於能導電的“導體”（金屬等）與不能導電的“絕緣體”（玻璃、陶瓷等）之間。利用這種物質的特性，製造齣瞭
半導體元件，其中，２０世紀４０年代末在美國發現、發明的晶體管，是一種劃時代的半導體元件。隨著半導體、晶體管的齣現，２０世紀的電子産業實現瞭飛躍式的發展。
２０世紀５０年代是日本半導體産業的勃興期，這一潮流也影響瞭教育和研究部門，全國各地的大學都開設瞭電子工程學專業。
１９５９年，因神戶工業的上司的建議，我也轉去名古屋大學，擔任工學部電子工程學專業半導體工程學講座的助教。

專心緻誌於鍺的單晶體製作
在名古屋大學，我投入瞭以鍺為材料的晶體管研發工作。我定下計劃，從製作鍺結晶開始的所有試驗過程都要親自完成。我的想法是：不瞭解所使用材料的物質特性，就不能確鑿地瞭解其真正的性質，也就不能製作齣性能優越的元件。就像優秀的廚師在著手做菜之前，一定要親自挑選食材，充分做好烹飪前的準備那樣，研發工作與烹調在這一點上異麯同工。
然而，晶體分為“單晶體”與“多晶體”。單晶體有整齊的結晶軸，並且所有的原子都整齊地排列著。而多晶體則是單晶體的集閤體，其中部分材料的排列與結晶軸不一緻。為瞭使晶體管、發光元件等器件持續正常地工作，必須使用結晶軸整齊排列的單晶體。
因此，我所要研發的晶體是單晶體。順便解釋一下，那些沒有排列的或排列混亂的物質都是“非晶體”，玻璃就是其中的一例。
純淨的單晶體是怎樣製作齣來的？ 這屬於“晶體生成學”或“結晶工程學”的學科領域，是一門包含物理學、化學、礦物學、材料科學、電子工程學等內容的交叉學科。到現在為止，這門學科還遺留著無法通過實驗證實其材料性質的問題。也就是說，其中某些現象還無法科學地說清楚，含有藝術的要素，是“科學＋藝術”的領域。當然，與其他學科一樣，這也是一門相當深奧的學問。
“晶體生成”與“冷光”、“半導體”並列，是我研發工作的又一個關鍵詞。

這正是我要做的事
１９６４年，東京奧運會讓日本全國沸騰瞭。這一年，我調動工作，去瞭剛建成不久的鬆下電器東京研究所。因為有在名古屋大學做研究的經曆，年僅３５歲的我成瞭研究所裏最年輕的研究室長。
鬆下電器東京研究所是由鬆下電器産業股份公司（現在的Ｐａｎａｓｏｎｉｃ公司）的創立者———鬆下幸之助創辦的，為進行世界一流的研發工作而組建的全新的研究所。在我之前擔任研究室長的都是從全國各地的大學過來的、卓有成績的副教授（或年輕的教授）。
在幸之助先生的一句“好啊！試著做吧！”的話語激勵下，我開始投入到研究所特彆研發項目的工作中，這其中最重要的就是，“藍色ＬＥＤ”的研究正式開始瞭。
雖然之前也曾接觸過紅色ＬＥＤ、綠色ＬＥＤ 等，但我注意到：唯獨“藍色ＬＥＤ”是前人尚未到達的，我暗暗下定決心：“這正是我要做的事。”
晶體管的工作原理是利用電子的高速移動，所以半導體專業的人把它稱為“移動性”半導體。另一方麵，ＬＥＤ（發光二極管）和ＬＤ（激光二極管）都是將電子能量轉化為光能，因而又被稱為“發光性”半導體。ＬＥＤ 和ＬＤ 是光電子工程學領域的核心。那麼，這種光色的不同是怎麼産生的呢？
簡單地說，若電子的能量小即發齣紅光，電子的能量大則發齣藍光。為瞭發齣藍光，必須使用具有大能量的半導體材料。
而半導體又分為“元素半導體”和“化閤物半導體”，“元素半導體”是指這個元素本身就具有半導體的性質，鍺、矽等就是這樣的元素。而“化閤物半導體”是由兩種以上的元素配比形成化閤物，並由此顯現齣半導體的性質。利用化閤物半導體的這一特性，就能製作齣發光二極管。

前言/序言

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