●日經BP社（日本）專題報道
20 世紀90年代中期使得超過人類身高的超大屏幕全彩顯示器成為可能、2000年前后又為手機屏幕彩色化做出貢獻的，就是高亮度藍色發光二極管。藍色發光二極管技術還成為了開發藍色激光器的基礎，其實用化使得錄制高清節目的藍光成為現實。高亮度藍色LED通過與紅色和綠色LED組合便可制造出各種顏色，接踵而 來的便是促生出取代白熾燈和熒光燈的新一代節能照明巨大市場。
日本的企業及大學為開發高亮度藍色LED做出了巨大貢獻。在GaN LED的研究階段，名古屋大學赤崎勇教授(現為名城大學特聘教授)領導的研究小組取得了出色的成果。在之后的實用化及高亮度化階段，日亞化學工業的中村修 二(現為美國加州大學圣塔芭芭拉分校教授)發揮了重要作用。1995年1～3月《日經電子》連續報道了中村從GaN類藍色LED的研究開始到產品化為止的 故事，此次本站將刊登該系列報道，希望能向讀者展現在該技術開發過程中，技術人員的艱辛與快樂.
中村在進入該公司后一直在開發金屬Ga、InP、GaAs、GaAlAs等單結晶材料及多結晶材料。為了節約經費，從設備到部件加工的整個過程均由中村一人完成。雖然開發最終取得成功，并順利啟動了業務，但產品卻賣不出去。焦急之下，中村選擇了藍色發光二極管作 為下一研究課題，而這是一種只要能業務化必定會暢銷的產品。
總部位于日本德島縣阿南市的日亞化學工業(以下簡稱日亞，注1)是當地頗為有名的公司。因為該公司有長達三周的夏季休假制度。員工將這一長假全部用到了阿波舞的練習上。而且到阿波舞演出正式舉行時，該公司還會派出員工組成的“日亞方陣”跳上大街。
注1)日亞化學工業是總部位于日本德島縣阿南市的化學品廠商。員工數量在 1994年4月為640名，銷售額在1993年1月～1993年12月為167億日元。主要產品為CRT及熒光燈等使用的熒光體材料，占銷售額的8 成～9成。此外還制造化合物半導體材料、真空蒸鍍材料、濺射靶材以及液晶面板背照燈等使用的EL(場致發光)燈等。公司成立于1956年12月。在中村 1979年進入公司時，銷售額約為40億日元，員工數量約為200名。
日亞在一舉成為全球聞名的公司是在1993年底(表1)。這源于該公司開發出了亮度達到1cd的藍光發光二極管，并成功實施量產。曾一度被公認“要到 21世紀才能實現”的高亮度藍色發光二極管由此順利地進入了實用期注2)。
注2)日本電子機械工業會(EIAJ)電子顯示器和電子管業務委員會電子顯示器 2000年研究會在1993年7月公布的《電子顯示器產業2000年前景調查研究報告》中曾這樣描述：“在可視LED中，藍光LED被公認為最難實現高亮度化的產品，而且實際的開發進展也頗為緩慢，為了在2000年達到1cd，業界幾乎找遍了一切可能性”。
對于日亞的壯舉，該領域的技術人員及研究人員與全世界一樣感到震驚。而更驚奇的是，實現如此壯舉的，并非在該領域長期從事研究的海內外知名大學，也非大型電子廠商，而是一家地方城市的化學廠商。由此，日亞的稱呼從“夏季休假的日亞”變成了“藍光發光二極管的日亞”。
為了孩子選擇回鄉
幾乎全靠一己之力開發成功高亮度藍色發光二極管的是當年40歲的研究人員中村修二(圖1)。中村1979年從德島大學研究生院畢業后進入日亞。專業是電子工程學。
學生時代，中村當然向往到東京或大阪等大城市工作。但到了畢業參加工作時，中村卻已經有了孩子。他在上大學時就結婚了。
“單身的話，可以留在城市闖一闖。但有了孩子的話，還是到鄉下生活的好。不想因為工作而犧牲家庭”。正是這種想法最終使中村與日亞結下了不解之緣。
但并不是說中村就沒有猶豫過。實際上，中村也曾到總部位于京都的京瓷面試過。盡管通過了嚴格的考試，順利獲得了進入京瓷的機會，但結果中村還是放棄了。最后，中村選擇留在了當地，也就是妻子娘家的所在地德島市。
日亞是中村的大學導師介紹的。雖然自己的專業是電子工程學，但中村希望從事材料開發工作，因此導師向他推薦了 這家公司。不過，當中村來到日亞時卻頗感意外。這只是一家員工僅200人的小型化學公司，到處都有一股刺鼻的硫化氫(H2S)的氣味 注3)。“這家公司怎么這么臟啊！”，這就是日亞給中村留下的第一印象。
注3)硫化氫的氣味類似臭雞蛋味。
“瀕死”的開發課
進入日亞后，中村被分到了開發課。進入公司后中村發現，這里的員工全部都是阿南附近的人，像他這樣來自德島的還真少見。而且，中村還是該公司第一個學電子專業的員工。中村感覺公司是考慮到他學的專業與眾不同，所以才把他分配到可以做新業務的開發部門的。
中村最初負責的開發課題是提煉用于化合物半導體GaP 注4)中的金屬Ga材料。雖說是開發課，但其實只是一名課長帶著兩名開發人員和幾個助手的小部門。辦公場所是由帶屋頂的停車場改造的，只是在四周增加了圍墻，十分簡陋(圖2)。
注4)GaP(磷化鎵)是III-V族化合物半導體的一種。屬于能 帶為 2.3eV的間接遷移型。通過電子-空穴的再結合可獲得較強的發光現象(主波長為590nm)，因此可用作發光二極管的材料。但波長 580nm～590nm的黃色發光二極管用材料目前大多使用可獲得高亮度的GaAsP及In-GaAlP等。
現在用于對廢棄物進行化學處理。氣味仍像當年一樣刺鼻。在置物架上，中村曾經用過的石英管還放在那里，只是上面布滿了灰塵。
在開始提煉金屬Ga的幾個月后，營業部門要求除了金屬Ga之外還要制造有望暢銷的GaP。當時開發課 已經處于垂死狀態，甚至開始有傳言說“馬上就要撤銷了”。在這種情況下，恐怕也只有啟動這一有望形成賺錢的業務了。公司隨即指定中村來負責開發。當時的開發人員有兩名。一名繼續負責金屬Ga的提煉，而另一名，也就是中村，則開始著手開發GaP。
表面上聽起來這是“為了開拓新業務而進行的開發課題”，但實際情況仍然嚴峻。因為并沒有預算。所以無法購買相關設備。也買不起昂貴的部件。結果，只有完全靠自己來制造有關設備(圖3)。
黃昏時分的“爆炸慣犯”
要使GaP實現結晶生長，需要使用昂貴的石英管。操作時，將石英管的一端封上，在管的兩端放置金屬Ga和P。然后再封上另一端，對管內進行真空處理。之后加熱石英管，內部的材料就會氣化，相互反應便可形成GaP。最后割開石英管，將反應生成物取出就能獲得GaP。
不過，問題是如何處理使用過的石英管。由于石英管價格昂貴，因此不能用完就扔掉。至少在日亞不能這樣做。于是，中村決定將切斷的石英管重新焊接起來，進行再利用。
從那以后中村就開始沒完沒了地焊接石英管。“我進入公司難道就是為了當一個焊工嗎？”，中村不止一次地問自己。而且最頭疼的是爆炸事故頻頻發生。對封有Ga和P的石英管進行高溫加熱使，管內的壓力會上升到20～30個大氣壓。這 時，只要焊接部位有小小的損傷或是強度不足的話，石英管就會破裂。
早上將材料封到石英管中。下午開始加熱，當溫度達到最高時正好是傍晚。爆炸總是發生在要下班的時候。巨大的聲響往往傳遍整個公司。“又是中村”。員工們一邊調侃著，一邊趕緊回家。
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