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光之系列二:見識名家

2015/5/25 — 9:00

CLEO:2015 會議現場

CLEO:2015 會議現場

參加會議是科學家與同行交流、了解最新成果,甚至是採購新實驗器材的好機會。雖然我只是一個小小本科生,但既然身在科研領先世界的美國,在畢業前沒有到過一個會議的話未免太浪費了。正因為如此,在期末考試過後,我到了南加州聖荷西 (San Jose) 市參加 CLEO:2015 會議。 CLEO 是一個一年一度關於光學技術應用和基本原理的會議,讓科學家交流成果之餘,也歡迎廠商展覽最新的光學儀器;例如,在會場裡面就見到很多最近十年在化學上大派用場的飛秒激光 (femtosecond lasers) 。這一年,與會者中有五位諾貝爾物理學獎得獎者,其中包括前能源部部長朱棣文 [1] (Steven Chu) 和剛在 2014 年得獎的天野浩。能夠一睹名家風采、聽聽他們介紹尖端發展的簡報,我覺得是挺有趣的。人生有多少機會跟自己行內的世界級頂尖高手交流呢?

個人時間所限,我只計劃參加五月十二號的節目,所以在十一號就要啟程了。機緣巧合下,在等候登機前往聖荷西的時候,驀然向左一望,發現坐在我旁邊的竟然就是天野浩!一開始我還不相信自己的眼睛和運氣,不過詢問過 Google 後 [2],終於確認了這個在看小說、頭髮灰白、面孔圓潤的亞洲人就是大科學家本人。機會難得——在人山人海的會場裡面能夠跟他單獨對話的機會近乎是零。所以,我硬著頭皮就上前跟他搭話了。一句「初めまして」打開了話題,而幸好他是一個沒有架子的人。畢竟,他沒有原因要理會一個三唔識七的年輕人,更不用說跟這位年輕人詳談二十分鐘。 But that's what happened!

捕獲野生諾貝爾物理學得獎者,天野浩

捕獲野生諾貝爾物理學得獎者,天野浩

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作為一位電子工程師,天野浩的研究領域是固態照明材料 (solid state lighting) ,而他跟赤崎勇和中村修二在 2014 年得到諾貝爾獎,正是因為三人「發明了高亮度藍色發光二極體,帶來了節能明亮的白色光源」 [3] 。天野浩跟隨赤崎勇做研究的時候,單色熒幕的 Apple II 電腦剛好面世,因而鼓動了他去研發彩色 LED 熒幕。 LED 熒幕產生彩色光的一個方法是把紅、綠、藍三色的光以不同比例混合,而研究人員在八十年代或更早已經掌握了紅綠 LED 的製造技術。因此,天野浩的研究方向就自然轉到了藍色 LED 上。能夠有效釋出藍光的半導體是氮化鎵 (gallium nitride; GaN) ,由於其晶體排列需要非常完美,所以製造技術複雜——複雜到一個地步,最初沒有人相信能做得出來。作為一個研究生,天野浩在 1988 年在日本應用物理學會 (JSAP) 發布結果的時候,只有四個人聽他的簡報,其中一個還要是自己的老師赤崎。不過,事實證明天野浩是成功的——他親手做出的LED 樣本確實存在——而中村修二亦以另一方式在五年內製造出藍色 LED 。

今時今日,體積小、造價便宜的LED 已被廣泛應用於照明和各色各樣的科技產品。時代廣場和賽馬會的大電視已換成 LED 熒幕;新加玻的交通燈甚至全部已換成LED  [4] 。大家手機裡面的白色閃光燈,其實是由塗了磷元素的藍色 LED 組成; LED 發光令磷的電子進入激發態,然後電子透過釋放白光來回到較低的能級。另外, LED 的效能——也就是輸入的電能與發出的光能的比例——最高達到傳統鎢絲燈泡的 20 倍 [3][4] 。在氣候持續暖化,而全球四分之一的電能都用於照明的時候,LED 照明可以為人類省下可觀的發電燃料。天野浩在會議上演講的內容,大概就是介紹這一段的歷史和 LED 的長處。

五月十二號當天的另一位講者正是朱棣文。他令我想起了余海峯最近介紹過的費曼,因為兩位物理學家在小時候都是好奇心過人的「問題兒童」,而且成名後一點架子都沒有。不過,篇幅和時間所限,下次再介紹這一位傑出人物。

註:

  1. 中文名字可能是華文媒體根據 Steven 的發音而改的。朱棣文的父母從來沒有教過他講中文;如果他有中文名字的話,恐怕也不會用到,更不會流傳出來。
  2. 在一個陌生人旁邊上網查找他的相片,是非常 awkward 的一件事,呵呵。
  3. The Nobel Prize in Physics 2014,Royal Swedish Academy of Science新聞稿
  4. 《科學就在生活中》,朱經武 等著,2008 年出版

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