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编辑推荐

适读人群 ：大众

本书是2014年诺贝尔物理学奖获得者赤崎勇的自传，生动地回顾了作者的成长历程尤其是研究蓝色LED材料的精彩故事。
赤崎勇是日本著名的半导体科学家，名城大学教授、名古屋大学特聘教授。其少年时代是在战争年代度过的，因而他一向厌恶战争，祈求和平。战后自由的氛围给了赤崎先生这样的有志青年很好的发展机遇，从小就热爱矿石结晶的他在机缘巧合下，走上了研究人工结晶的科研道路。2014年，赤崎勇与天野浩、中村修二共同获得了2014年诺贝尔物理学奖，以表彰他们“发明了高效的蓝色发光二极管”，让明亮且节能的白色光源成为可能。
“只要不放弃，就能开创新的道路。”赤崎勇先生的述说围绕着对事业的“执着”，他认为是这种“执着”带给他成功。本书的译者、编者无不为先生的执着所打动。这种执着成就了一代诺贝尔大师的一生，是值得我们学习的。我们相信读者能从中有所收获，希望读者能因此成就自己的一生，这是我们不费辛苦引进该书的初衷。

内容简介

本书是2014年诺贝尔物理学奖获得者赤崎勇的自传，生动地回顾了作者的成长历程，尤其是研究蓝色LED材料的精彩故事。赤崎勇是日本著名的半导体科学家，名城大学教授、名古屋大学特聘教授。2014年，赤崎勇与天野浩、中村修二共同获得了2014年诺贝尔物理学奖，以表彰他们“发明了高效的蓝色发光二极管”，让明亮且节能的白色光源成为可能。
自由的氛围给予了像赤崎先生这样的有志青年很好的发展机遇，从小就热爱矿石结晶的赤崎先生因各种机遇的引导，走上了研究人工结晶的科研道路。灵感与勤奋、偶然与必然，赤崎先生最终用高品质的氮化镓结晶制造出了蓝光LED，实现了LED的实用化。
本书向年轻人展示了一个最终获得诺贝尔奖的研究者进取的人生，将引导年轻人科学研究的动机和勇气，矢志不渝地探索科学世界的奥秘。

作者简介

赤崎勇，名城大学终身教授，名古屋大学特聘教授、名誉教授。工学博士。美国电气和电子工程师学会（IEEE）终身会士、美国国家工程院（NAE）外籍院士。1929年生于鹿儿岛县。1952年毕业于京都大学理学系。后在神户工业、名古屋大学、松下电器产业东京研究所等处工作。1981年任名古屋大学教授。1992年任名城大学教授。因发明高效蓝色发光二极管，与天野浩、中村修二共同荣获2014年诺贝尔物理学奖。

内页插图

目录

序章　钴蓝之魅／ ００１
　　与“冷光”相遇／ ００２
　　专心致志于锗的单晶体制作／ ００４
　　这正是我要做的事／ ００５
　　执着于韧性材料／ ００６
　　终于制成了闪闪发光的晶体／ ００７
　　沁入眼球的蓝光／ ００９
　　蓝色ＬＥＤ 的今天／ ０１２
第一章　“能做喜欢的事就好了”／ ０１４
　　父亲的叮咛与母亲的关爱／ ０１４
　　着迷于矿石／ ０１６
　　“敬天会”：心中向往的中学生活／ ０１８
　　“学生动员”，在军工厂工作／ ０２０
　　鹿儿岛大空袭之夜／ ０２２
　　战败、高中入学考试／ ０２５
　　成为自己向往的七高生／ ０２８
京都大学入学典礼之日／ ０３０
　　“布奇·爱因斯坦”／ ０３２
　　与其思考做不到的理由，不如动手做／ ０３４
　　登山的快乐／ ０３５
第二章　结晶、光、半导体
　　———神户工业，第一次名古屋大学时期／ ０３７
　　显像管开发中与“冷光”相遇／ ０３７
　　“单晶体薄膜”之念／ ０４０
　　晶体管的萌芽期／ ０４１
　　成为名古屋大学的助教／ ０４３
　　制作锗的单晶体／ ０４５
　　结晶实验：科学＋艺术／ ０４８
　　名古屋大学：成为研究者的出发地／ ０５０
　　花絮：初访美国时的大尴尬／ ０５３
第三章　“独自走向荒野”
　　———松下电器东京研究所时期／ ０５７
　　企业研究所位于半导体元件研究的前沿／ ０５７
　　被松下电器东京研究所网罗／ ０５８
　　“做发光半导体”／ ０６１
　　元素半导体与化合物半导体／ ０６２
　　光的二象性／ ０６４
　　“发光半导体”的结构／ ０６５
　　投入“魔幻结晶”之研究／ ０６９
松下幸之助与“Ｓ计划”／ ０７１
　　投入红色激光的研究／ ０７３
　　从最难的问题着手／ ０７４
　　为何是氮化镓？／ ０７５
　　执着于材料的“坚韧度”／ ０７８
　　用ＭＢＥ 法制作氮化镓单晶膜／ ０８０
　　“未来革新技术计划”／ ０８１
　　“独自走向荒野”／ ０８３
　　回到原点／ ０８４
　　着眼于ＭＯＰＥ（ＯＭＶＰＥ）法／ ０８５
　　“光计划”／ ０８７
　　花絮：迫降苏联之惊／ ０９０
第四章　未达之巅峰
　　———第二次名古屋大学时期／ ０９５
　　选择ＭＯＶＰＥ 法与基板改造／ ０９５
　　就像在树上嫁接竹子？／ ０９８
　　关于缓冲层的设想／ １００
　　低温缓冲层条件下的结晶／ １０２
　　“文质彬彬”／ １０５
　　向ｐ型结晶挑战的时机成熟了／ １０８
　　发光强度增大了／ １１２
　　发现镁比锌更容易离子化／ １１３
　　“老师，没有被选上”／ １１４
　　终于实现了前人未达到的氮化镓ｐｎ结型蓝色ＬＥＤ ／ １１７
偶然与必然／ １１８
　　控制ｎ型结晶的传导度／ １１９
　　与丰田合成、新技术开发事业团的产学官协作／ １２４
　　最重要的是“想干的念头”／ １２６
　　命运的相遇所引导的道路／ １２９
　　花絮：与噶卡先生的邂逅／ １３０
第五章　来自电子工程学前沿的挑战
　　———名城大学时期／ １３４
　　从名古屋大学到名城大学／ １３４
　　关于“量子阱”的研究／ １３５
　　“不是可以写下激光已经产生了吗？”／ １３８
　　指向更远的前沿／ １４２
　　开拓紫外ＬＥＤ 等光器件波长领域／ １４３
　　下一代晶体管的发展／ １４５
　　ＬＥＤ 应用的推广／ １４６
终章　回首作为研究者的人生／ １４８
　　得奖是一种激励／ １４８
　　不为“流行”的研究课题所动／ １５０
　　病床上也未忘却研究之事／ １５２
　　研究无捷径／ １５４
　　挑战技术课题而产生的科学／ １５５
　　谦虚：科学工作者所需的品质／ １５６
　　世间之宝：行途中的伙伴／ １５７
后记／ １５９
附录一　２０１４年诺贝尔物理学奖新闻稿／ １６１
附录二　诺贝尔奖获奖纪念演讲概要／ １６８
附录三　GaN／LED：为人类带来福祉的发明／ １７７
附录四　蓝色发光二极管研究开发时间表／ １９２
附录五　赤崎勇教授赠送给诺贝尔博物馆的赠品／ ２０１
译后记一／ ２０５
译后记二／ ２０８

精彩书摘

对于人类和很多生物来说，光是十分宝贵的。自古以来，人类用自己的双手制作了各种类型的光源。最早的人工光源也许是火。火给人类的生活带来了巨大的变化。从文明史的发展来看，火也许可以称为第一代光源。然后是大约１３０年前爱迪生发明的白炽灯，可以称之为第二代光源。第三代光源就是荧光灯，是发光的同时不发散热量的冷光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ①）。
而今天，我们已经掌握了第四代———ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：发光二极管）、第五代———ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ：激光二极管）这样一些全新的光源。ＬＥＤ、ＬＤ 的光也是冷光源，而相对于第二、第三代利用真空技术的光源来说，ＬＥＤ 发出的光是利用半导体技术开发的“固体发光元件”产生的，这与迄今我们所知的人造光源有着巨大的差别，换言之，ＬＥＤ 是“发光半导体”。
现在，不仅会在照明设备、信号灯上使用ＬＥＤ，个人计算机、智能手机的液晶显示器的背光源等各种各样的领域也都在使用ＬＥＤ。
然而，针对ＬＥＤ 的研究和开发并不容易。在“光的三基色（红色、绿色、蓝色）”中，唯有蓝色光很难制作出来。人们甚至预测“很难在２０ 世纪里制作出有实用性的蓝色光来”。如果缺少“三基色”中的蓝色，就不能制作彩色显示器以及白色的照明灯。
在这样的背景下，从２０世纪７０年代起至今的４０年间，我一直从事着蓝色ＬＥＤ 的研究和开发工作。在我开始对半导体发光元件进行研究时，蓝色ＬＥＤ 实用化的前景十分渺茫。当我意识到这一情况时，却油然而生一种直觉：“这就是我要做的事。”当然，这确实是一次巨大的“赌博”。
但当时我并没有考虑成功与否，而是下了决心，走前人未走过的道路。

与“冷光”相遇
在孩童时期，我并没有想到自己将来会成为学者或是研究者这样的人物。我只是一个好奇心很强的少年。
我出生于１９２９年，在旧制中学读到四年级的时候，日本战败了。经过旧制高中的学习后，我进入京都大学，学习化学和物理。当时的理科生多多少少都有以科技复兴日本的愿望。１９５２ 年大学毕业后，我进入神户工业股份公司（战前为川西机械制作所，现为富士通天株式会社）工作。神户工业的前辈中有许多非常杰出的研究者和技术人员。
在这里，我先研究了真空管里使用的各种金属部件的性能。真空管（电子管）的发端是弗莱明①发明的“真空二极管”。之后，电唱机、收音机、电视广播、通信、雷达、电脑等都使用了真空管，它是电子工程学的核心元件，是支撑电子工程学这台大戏的主角。
不久之后，日本有了电视广播，神户工业开始着手开发电视接收器的核心部件———显像管。显像管是布劳恩②在１８９７年开发的十分出色的电子元件，它实质上比弗莱明的二极管更早问世，是真空管的先驱。我从１９５４年开始，担任显像管的研发工作。
在研发显像管中映射映像部分的荧光面时，我与“不带热发光的”冷光源初次相遇，了解了其原理。实际看到这种光源时，我完全被它吸引了，而后，我为此投入了整个人生。
没过多久，由于有容易损坏、寿命短、尺寸过大等缺点，２０世纪前半叶风靡一时的真空管最终被小型的固体半导体元件所替代。半导体的电气特性介于能导电的“导体”（金属等）与不能导电的“绝缘体”（玻璃、陶瓷等）之间。利用这种物质的特性，制造出了
半导体元件，其中，２０世纪４０年代末在美国发现、发明的晶体管，是一种划时代的半导体元件。随着半导体、晶体管的出现，２０世纪的电子产业实现了飞跃式的发展。
２０世纪５０年代是日本半导体产业的勃兴期，这一潮流也影响了教育和研究部门，全国各地的大学都开设了电子工程学专业。
１９５９年，因神户工业的上司的建议，我也转去名古屋大学，担任工学部电子工程学专业半导体工程学讲座的助教。

专心致志于锗的单晶体制作
在名古屋大学，我投入了以锗为材料的晶体管研发工作。我定下计划，从制作锗结晶开始的所有试验过程都要亲自完成。我的想法是：不了解所使用材料的物质特性，就不能确凿地了解其真正的性质，也就不能制作出性能优越的元件。就像优秀的厨师在着手做菜之前，一定要亲自挑选食材，充分做好烹饪前的准备那样，研发工作与烹调在这一点上异曲同工。
然而，晶体分为“单晶体”与“多晶体”。单晶体有整齐的结晶轴，并且所有的原子都整齐地排列着。而多晶体则是单晶体的集合体，其中部分材料的排列与结晶轴不一致。为了使晶体管、发光元件等器件持续正常地工作，必须使用结晶轴整齐排列的单晶体。
因此，我所要研发的晶体是单晶体。顺便解释一下，那些没有排列的或排列混乱的物质都是“非晶体”，玻璃就是其中的一例。
纯净的单晶体是怎样制作出来的？ 这属于“晶体生成学”或“结晶工程学”的学科领域，是一门包含物理学、化学、矿物学、材料科学、电子工程学等内容的交叉学科。到现在为止，这门学科还遗留着无法通过实验证实其材料性质的问题。也就是说，其中某些现象还无法科学地说清楚，含有艺术的要素，是“科学＋艺术”的领域。当然，与其他学科一样，这也是一门相当深奥的学问。
“晶体生成”与“冷光”、“半导体”并列，是我研发工作的又一个关键词。

这正是我要做的事
１９６４年，东京奥运会让日本全国沸腾了。这一年，我调动工作，去了刚建成不久的松下电器东京研究所。因为有在名古屋大学做研究的经历，年仅３５岁的我成了研究所里最年轻的研究室长。
松下电器东京研究所是由松下电器产业股份公司（现在的Ｐａｎａｓｏｎｉｃ公司）的创立者———松下幸之助创办的，为进行世界一流的研发工作而组建的全新的研究所。在我之前担任研究室长的都是从全国各地的大学过来的、卓有成绩的副教授（或年轻的教授）。
在幸之助先生的一句“好啊！试着做吧！”的话语激励下，我开始投入到研究所特别研发项目的工作中，这其中最重要的就是，“蓝色ＬＥＤ”的研究正式开始了。
虽然之前也曾接触过红色ＬＥＤ、绿色ＬＥＤ 等，但我注意到：唯独“蓝色ＬＥＤ”是前人尚未到达的，我暗暗下定决心：“这正是我要做的事。”
晶体管的工作原理是利用电子的高速移动，所以半导体专业的人把它称为“移动性”半导体。另一方面，ＬＥＤ（发光二极管）和ＬＤ（激光二极管）都是将电子能量转化为光能，因而又被称为“发光性”半导体。ＬＥＤ 和ＬＤ 是光电子工程学领域的核心。那么，这种光色的不同是怎么产生的呢？
简单地说，若电子的能量小即发出红光，电子的能量大则发出蓝光。为了发出蓝光，必须使用具有大能量的半导体材料。
而半导体又分为“元素半导体”和“化合物半导体”，“元素半导体”是指这个元素本身就具有半导体的性质，锗、硅等就是这样的元素。而“化合物半导体”是由两种以上的元素配比形成化合物，并由此显现出半导体的性质。利用化合物半导体的这一特性，就能制作出发光二极管。

前言/序言

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