你也许没有听说过中村修二这个名字，但你一定见过色彩缤纷的LED灯饰，从几层楼高的超大屏幕电视墙到彩色屏幕手机，这一切，都与这个名字有关。
“高亮度蓝色发光二极管”被称为20世纪的一项伟大发明，发明所有权就属于日本科学家中村修二。
有了它，通过与红色和绿色LED组合，才可能出现全彩色LED屏幕，并产生能够取代白炽灯和荧光灯的新一代节能照明灯具。
第一个坏印象
1979年，中村修二从日本德岛大学研究生院电子工程学专业毕业后，进入日亚化学工业公司。当时，这是一个没什么名气的地方公司。
像今天所有刚刚毕业的大学生一样，中村当然也向往到东京或大阪这样的大都市，进入京瓷这样的大公司工作。实际上，他也去过总部位于京都的京瓷公司面试，并通过了严格的考试，但结果他放弃了这个机会。
原因是他有了孩子。大学没读完就结婚生孩子，有了孩子就不顾事业发展？那个时候，没人看得起这个胸无大志的年轻人。
虽然早有心理准备，中村进到公司后还是颇感意外。这家200人的化学公司里，到处充满刺鼻的硫化氢的气味，通俗点说，就是臭鸡蛋的味道。“这家公司怎么这么脏啊！”这就是日亚给中村留下的第一个坏印象，但绝非最后一个。
成功，并不意味着得到肯定
进入日亚后，中村被分到了开发课。一名课长带着两名开发人员和几个助手的小部门，办公场所是由带屋顶的停车场改造的，十分简陋。开发课题，没有预算，无法购买相关设备，也买不起昂贵的部件。
试验需要使用昂贵的石英管，不能用完就扔掉，至少在日亚不能这样做。于是，中村的任务就是将切断的石英管重新焊接起来，进行再利用。于是，他开始日复一日没完没了地焊接石英管。“我进入公司难道就是为了当一个焊工吗？”中村不止一次地问自己。
最头疼的是爆炸事故频频发生。石英管进行高温加热，压力上升，只要焊接部位有小小的损伤，石英管就会破裂。每当巨大的声响传遍整个公司，员工们就会一边赶紧离开，一边调侃：“又是中村。”
1983年，中村成功开发出了能够形成产品的GaAs多结晶技术。随后，GaAs单结晶的开发也完成了。
对于这项研究，中村后来给自己打了100分。从制造装置到试验的每个环节，全部都是自己完成。但是成功，并不意味着得到肯定。比自己后进入公司的人都一个个升迁了，自己却几年都是老样子，孤独的中村萌生去意。
他成了“怪人”
要制造蓝色发光二极管，必须从形成用于蓝色发光二极管的单晶膜着手。
而实验方法有两种。一种叫做MBE法，一种叫做MOCVD法。中村毫不犹豫地选择了MOCVD法。原因很简单，MBE装置的价格高达数亿日元，公司根本不可能替他购置。
为了学习技术，他提出去美国学习，出于对未来巨大市场的期待，公司同意了。
虽然在美国一年收获不大，回来后，社长却对他另眼相看。公司分配给他两名助手，开始制造装置。所有投入加在一起，公司先后花费了数亿日元。这可是一笔大投入！
好运开始降临到他头上，不过压力也随之而来。
中村选择的是氮化镓（GaN）作为蓝色发光二极管的发光材料。从原理上来说，好几种材料都能实现蓝色发光功能。其中，氮化镓是最受人冷落的。但恰恰只因“其他人没有采用”，中村便决定了他的选择。
试验开始后，他很快明白这种材料不受欢迎是有原因的——氮化镓成膜非常困难。
制造氮化镓的原料气体——NH3具有腐蚀性，没有一种加热器既耐高温又耐腐蚀。因此，加热器很快就会被腐蚀坏，导致薄膜无法生长。中村很郁闷。
早上来到公司，打开装置，加热器被烧坏；然后下午的工作便是改造和修理设备。他早上第一个上班，下午6点下班。每天都在重复这种没有尽头的单调日子。
中村的话变得越来越少，电话也不接，周围的人开始把他当成怪人。当初手下的两名新员工，其中一人因“根本看不到成功的希望”而辞职了。
用自己的方法，相信自己
事情突然出现了转机。
经过多次失败和不断摸索，中村终于制造出不会烧坏的加热器。在以后很多年里，避免加热器烧坏都是他的最高商业秘密。
中村对改造装置有绝对信心。因为进入公司开发部门以后，所有装置都是自己制造的，焊接技术和配管技术成为他的两大特技。虽然周围的人都劝他，随意改造MOCVD装置很危险，但中村丝毫不退缩。他经历过太多爆炸事故了。
1990年9月，终于迎来了GaN膜面世的时刻。评测表明，完全成功！GaN膜制成后，剩下的就是二极管了。
让中村失望的消息却在此时从美国传来。美国3M公司已经成功实现了蓝绿色半导体激光器的振荡发光。中村一下子坠入无底深渊。
一天，他接到美国一个学会的邀请，请他去做演讲。
在美国，中村第一次知道了美国人的半导体激光器寿命实际上还只有秒级，这让他一下子兴奋起来，他的发光二极管寿命已经超过1000个小时，他并没有输！
带着巨大的失望去到美国，回来时却精神百倍。
他决定：“绝不输给3M公司，要用GaN制造出半导体激光器！”要想制造半导体激光器，就等于要另起炉灶。公司反对是必然的。为了蓝色发光二极管的研究，日亚已投入了数以亿计的金额。终于等到了出头之日，谁有耐心等他再做看不到头的实验？
既然如此，中村只好改变策略。表面满口答应，其实全然不顾公司的想法，把自己关在实验室里一门心思开始双异质结构研究。果然，新的生长实验在两三个月后即有了眉目。双异质结构的GaN发光二极管终于试制成功了！虽然还很暗。
为什么暗？原因中村很清楚。主要是发光波长为紫外线，将其变成眼睛可见的蓝色光，只需在发光层中添加杂质即可。这样一来，所发光的波长从420nm跃升至450nm，人眼可见的亮度达到以前的4倍。之后，一切都顺理成章。通过进一步调整膜的生成条件，逐渐提高结晶性。亮度在一天天地不断增高。
终于，1993年10月，蓝色发光二极管的亮度上升到最初的100倍，新的革命性的发明诞生了！
在孤独中坚守了10年，中村修二终成正果。2006年，他荣获千禧技术奖，要知道，这可是技术界的诺贝尔奖啊！
LED：凝聚光的力量
亚运广州，激烈的赛场外，最引人注目的也许就是珠江两岸流光溢彩的LED灯饰了。高塔大厦外闪烁变幻的图案和壮观的LED电子墙，让古老的城市惊艳登场，重现绝代风华。
LED的光芒照彻全城，它是夜广州真正的主角。LED的功用当然远远不止装点浮华，营造幻梦。
凝聚着光的力量，它正在坚定而深刻地改变着我们的生活。作为人类高科技的典范，作为21世纪的绿色光源，它前途灿烂，它无处不在。
藏在灯里的秘密
人类学会用火，也就学会了用火光照明；如果说爱迪生发明电灯是革命性突破的话，那么LED的发明，就是另一次革命。中科院半导体研究所的陈雄斌博士说：“它是最理想的光源，不仅最绚丽，而且最具有效率、最节能。”
LED，英文全称Light Emitting Diode，中文学名“发光二极管”。它的革命性意义在于，它不靠热量发光，而是靠半导体材料电子跃迁现象发光，因此能量使用效率极高，理论值可达90%。
与普通灯具稍作比较，就可以看出LED灯的不凡之处了。
发光效率的单位是“流明/瓦”，意思是，消耗一瓦的电功率能产生多少流明的光通量，这个值当然越大越好。白炽灯大约是10—20流明/瓦，日光灯一般在50—70流明/瓦，而LED灯呢，实验值高达200流明/瓦，目前投入商用的也达到了130流明/瓦，发光效率特别高！
再看使用寿命，白炽灯一般可使用1000个小时，节能灯可用6000个小时，日光灯可用1万个小时，而LED灯，可以达到2万—10万个小时！
在安全性上，LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，这是比高压电源更加安全的电源，特别适用于公共场所。
从环保方面说，它的环境友好性最强，日光灯含有汞的蒸汽，是有毒的，LED灯基本上不含有毒物质，对环境的损害最小。
这些优点，已经足够使LED占据照明领域制高点了。
LED，不是没有缺点，由于材料的限制，在技术上对发热量控制还不够完善，而且价格比较高。但是，随着新材料的发现和工艺的进步，尤其是随着市场化的推进，这些弱点正在逐一得到解决。LED照明产业与高端电子信息产业、电动汽车产业一道，已被列为广东省重点发展的三大战略性产业，而且，瞄准这一新兴产业的省市很多，已经有专家为未来激烈的市场竞争忧心忡忡了。
可以想见，未来的夜晚，将彻底属于LED。
照亮人类未来
LED，并不止是改变照明方式。
这个小小的半导体器件，毫不起眼。它的心脏就是一个半导体晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端是连接电源的正极，而整个晶片被环氧树脂封装起来。
不起眼正是它的又一大优点。
手机、电视机、电脑显示器，越来越轻、越来越薄的趋势，使得LED施展手段的空间越来越大。采用LED作为背光源的电视机，厚度可以薄到令人惊讶的地步，只有两三厘米。而如果直接用LED显示光源，从理论上说，可以达到仅仅一个毫米的厚度！这意味着，将来的电视机，不仅可以贴到墙上，而且你搬家的话，可以随时卷起来，夹在胳膊底下就带走了。
向一位从事微电子学研究的专家请教，他随口就报出了LED已经或将要在生活中的应用。
比如刹车灯。如果采用LED作为光源，响应速度会特别快，追尾事故就会降低，可增加行车安全性，现在很多车都已经配备了LED灯。
再比如光通信。现在我们对电器的控制方式五花八门，但是如果采用LED光学控制方式，会更加便捷，更加绿色环保。众所周知，计算机是靠集成电路的开与关，传输靠“0”与“1”构成的海量数据信号；而LED半导体照明通信技术，也同样可以在闪烁中发出脉冲，完成信息传输。与电磁信号相比，它没有电磁污染，对于飞机、医院、工业控制等射频敏感领域，这一优势尤为可贵。
到过上海世博会航空馆参观的人都见识过神奇的一幕：飞机机舱座椅上方的阅读灯照向小桌板上的笔记本电脑，电脑则“借光”实现了空中无线上网——将来，在飞机上和加油站内使用光通信手机，对安全将毫无影响。
我们还可以对各种信息化家电实施光学无线控制。世博会上“沪上·生态家”的案例展示了这样的家居生活：主人利用手机或电脑上网，远程唤醒家中的LED灯，向灯光下的多台家电下达指令，自动启动微波炉、加热饭菜。
这已经不是科幻，不是设想，而是实实在在的现实。
中国科学院半导体研究所段靖远博士这样信心满满地表示：“LED灯光，将照亮信息时代人类的未来。”
一个世纪的接力
上帝说要有光，于是立刻就有了光。
人类想要更美丽的光，于是有了LED，不过却是一场接力赛，并用去漫长的一个世纪时间。
第一棒 英俄先驱
1907年，英国马可尼实验室的科学家亨利·罗德第一次做出推论：半导体PN结在一定的条件下可以发光。这个发现奠定了LED发明的物理学基础。
20年后，俄国科学家奥列弗拉基洛谢夫制作了世界上第一颗LED。尽管他的论文在俄国、德国和英国的科学杂志上发表，但并没有引起注意。1942年，这位年仅39岁的天才科学家，在德军围困彼得格勒城时活活饿死。他的LED发明权也给了别人。
1961年，得州仪器公司的科学家鲍勃·布莱德和加里·皮特曼发现，砷化镓在施加电子流时会释放红外光辐射。他们获得了砷化镓红外二极管的发明专利，并很快用于商业用途。如今，红外LED仍被广泛应用于传感及光电设备中，比如家电所使用的各种遥控器。
第二棒 美国师徒
1962年，在LED历史上具有划时代意义。美国通用电气公司34岁的研究人员尼克·何伦亚克，发明了可以发出红色可见光的LED，他的名字也随之红了起来，被称为“LED之父”。当时的LED只能手工制造，每只售价高达10美元。1963年，他离开通用电气，回到母校美国伊利诺大学，担任电机工程系教授，培养接班人去了。
1972年，何伦亚克的学生乔治·克劳福德不负众望，发明了第一颗橙黄光的LED，亮度达到先前红光LED的10倍，发光效率大大提高。他后来出任飞利浦公司技术总监。
第三棒 日本天才
到了上世纪70年代，LED已经出现了红、橙、黄、绿等颜色，却唯独缺少蓝色和白色光。这成了世界性的难题，只有发明出蓝光，LED才可能实现全彩色显示。谁都看得出来，蓝光LED的市场价值巨大。
但历尽艰难，研究却迟迟没有进展。科学家们于是转而将重点放在了提高LED的发光效率上面，从上世纪70年代到80年代中期，10余年间，LED发光效率从1流明/瓦提高到10流明/瓦。
1993年，日本日亚化工公司39岁的中村修二，终于发明了具有商业应用价值的蓝光LED！这是振奋人心的消息。不久，人们在蓝光LED的基础上加入黄色荧光粉，得到白色光LED。而且，利用荧光粉技术，可以制造出任何颜色光的LED，例如紫色光和粉红色光。
蓝色和白色光LED的出现，拓宽了LED的应用领域，使全彩色显示、LED照明等应用成为可能。中村修二后来任职美国加州大学教授，他与日亚化工在专利权问题上打官司赚了一大笔钱，算是名利双收了。
第四棒 寄望中国
到本世纪之初，LED已经可以发出任何可见光谱颜色的光，发光效率已经接近200流明/瓦。LED技术一路高歌，发展迅猛，也许就在此时，一款更高性能的LED产品正在问世。LED的全球产业中心已经移到中国，但是核心技术全部在别人手里。下一步突破性的成就，会不会在中国？
不管花落谁家，受益的必是整个人类。从1907年半导体PN结发光理论提出，到今天LED技术的无处不在，整整一个世纪的接力赛，无数的科学家和研究人员耗去的心血和投入的努力，值得后人尊敬和铭记。
