LED之父去世，8年前頒給LED的諾獎卻沒有他_風聞

　　羿閣 蕭簫 發自 凹非寺

　　量子位 | 公眾號 QbitAI

　　“頒給LED的諾獎卻沒頒給他，是一種不公。”

　　就在這幾天，LED之父去世了，享年93歲。

　　Nick Holonyak，第一位可見光LED的發明者，掀起了人類自愛迪生髮明電燈泡以來照明史的第二次革命。

　　——甚至可以説，沒有他這份發明，就沒有今天“遍地開花”的LED照明燈。

　　憑藉這一發明，他斬獲了無數獎項，老布什、小布什、日本天皇、普京都為他頒過獎，他的名字甚至被美國光學學會設立成獎項，頒給每年在半導體領域做出傑出貢獻的人。

　　但遺憾的是，這裏面唯獨少了諾貝爾獎。

　　2014年，諾貝爾物理學獎宣佈首次頒給LED領域，卻只頒給了3位發明藍光LED的科學家，沒有他這個“奠基人”的名字。

　　但如今回過頭看Nick Holonyak的經歷，又會發現他的某些“不同尋常”之處。

　　例如他之所以走上科研道路，是因為吃不了“打工人”的苦：

　　在一次連續加班30個小時後他“徹底破防”，又回過頭繼續進修學業，並一路獲得了學士、碩士和博士學位，在貝爾實驗室、美國陸軍通信隊和通用電氣工作過，最後回到母校任教整整50年。

　　他還曾經在一次採訪中調侃：

　　半導體激光器的發明，在某種程度上歸功於幾十年前鐵路工作人員的苛刻工作量。

　　讓我們走進這位傳奇人物，看看他跌宕起伏的人生軌跡。

　　為LED取代白熾燈“埋下種子”

　　在Holonyak之前，已經有好幾位科學家做出了紅外LED，但可見光LED卻還沒有人做出來。

　　他先後遭遇了技術和實用性兩個層面的質疑。

　　最初質疑來自技術層面。

　　與Holonyak一起工作的通用電氣（GE）同事，大多研究的也是紅外線半導體，如用砷化鎵等材料產生紅外光等。

　　當得知Holonyak要做可見光LED時，其他通用電氣的同時第一反應是“不可能”：

　　你不能這麼做。如果你是個化學家，你就會知道這行不通。

　　Holonyak在做出可見光LED後調侃：

　　幸好我是個工程師，不是化學家。

　　他創造性地將當時實驗室中研究固態光學的幾種材料（鎵、砷、磷等）結合在一起，創造出了一種名為磷砷化鎵（GaAsP）的材料，並以此為材料，製作出了世界上第一顆紅光LED。

　　****△GaAsP

　　這也是人類歷史上首次在沒有加熱或燃燒材料的情況下產生可見光。

　　隨後，橫亙在他面前的是另一道質疑——那個年代，白熾燈作為照明設備已經十分流行。

　　Holonyak製作出的LED雖然能發出可見光，但發光效率卻極低，相比每瓦15流明的白熾燈，紅光LED每瓦只有0.1流明。

　　這種情況下，可見光LED能否商用都不好説，甚至還不清楚具體的用途。

　　對此Holonyak卻做出大膽預測，認為將來白熾燈一定會被LED所取代。

　　然而通用電氣公司卻並沒有重視這份成果。

　　（值得一提的是，通用電氣創立人之一正是發明出白熾燈的愛迪生

　　）

　　一怒之下，Holonyak離開通用電氣，來到UIUC（伊利諾伊大學香檳分校）建立了自己的實驗室，挑了一小撮電氣工程和物理專業的學生，來與自己一起研究可見光LED。

　　據瞭解，Holonyak一直將實驗室保持在一個較小的規模，目的是有足夠精力來教導每個學生、瞭解他們的想法。

　　****△Holonyak在實驗室

　　他的學生們也不負眾望。

　　其中一個名叫M.George Craford的學生，就在1972年研發出了摻雜氮的磷砷化鎵(GaAsP)，發明了第一顆橙黃光LED，亮度達到先前紅光LED的10倍，標誌着LED向提高發光效率方向邁出了重要一步。

　　隨後，新材料不斷普及，可見光LED的光譜也拓展到了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色。

　　在1993年藍色LED出現後，可見光LED真正開始突飛猛進，如今已經成為我們生活中最常見的照明設備之一。

　　連續搬磚30小時後，他走上科研道路

　　除了最廣為人知的發明紅光LED，Holonyak的人生還有許多傳奇的經歷。

　　儘管他出生於美國伊利諾伊州，但他的父母都是來自東歐喀爾巴阡山脈的移民。

　　父親老家在深山裏，母親則是在山谷的孤兒院裏長大，兩人來到美國後才得以相識。

　　他們都沒有受過正規教育，雖然他的母親小時候曾在神父家裏當僕人，但也從未被教過認字，只有父親會寫一點字。

　　於是，在這樣的家庭中長大的Holonyak，母親對他上學的期待只是會讀書寫字就行，這樣好方便給在外地煤礦上班的父親寫信。

　　****△來源：伊利諾伊大學

　　順理成章的，高中畢業後Holonyak就不再讀書，選擇去中央鐵路工作，但他很快發現打工人的日子沒那麼容易（doge）。

　　在一次連續加班30小時後，他終於發現“自己不適合從事艱苦的工作”，下定決心用自己攢下的錢去上大學。

　　他考上了伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校，在1950年完成電氣工程學士學位後，又進一步攻讀了碩士、博士。

　　值得一提的是，在此期間，他成為了兩屆諾貝爾物理學獎獲得者John Bardeen的第一個研究生。

　　在John Bardeen的帶領下，Holonyak從事量子阱和量子阱激光器的研究，而這正是LED的核心技術之一。

　　****△Nick Holonyak和導師John Bardeen（來源：伊利諾伊大學）

　　就這樣，Holonyak一步步為紅光LED的發明奠定基礎。

　　1950年代，Holonyak致力於研究隧道二極管——儘管這個項目本身並沒有取得任何進展，但卻讓人們對砷化鎵的製作流程有了更多瞭解。

　　1960年，他創造了第一個可見的半導體激光器，現在被廣泛應用於DVD播放機、激光打印機、複印機和其他高科技產品上。

　　接下來的事，大家也都知道了，Holonyak在1962年發明了第一個可見光LED，並在一年後，選擇回到母校伊利諾伊大學擔任電機工程系教授，這一待就是50年。

　　****△2012年Nick Holonyak與學生交談（來源：伊利諾伊大學）

　　直到2013年退休，他指導了60名研究生的博士學位項目，許多學生後來都在光電子學領域做出了開創性的貢獻，其中5人還是國家工程院（NAE）的成員。

　　在這期間，他不僅發明了一種能在砷化鎵芯片中彎曲光的技術，為芯片通過光傳輸信號創造潛力；還開發了能轉換交流電、直流電的晶閘管……

　　其中比較有代表性的，還要屬他發明的量子阱激光器和晶體管激光器。

　　1977年，Holonyak和他的學生展示了第一個量子阱激光器。這種新型激光器，能以最小的功率發射出非常集中的光，其光強是其他激光器的40倍，將激光二極管的性能提升到了一個新的水平。

　　現在，量子阱激光器已經被廣泛應用於光纖、CD和DVD播放機以及醫療診斷設備。

　　2004年，Holonyak和Milton Fang教授又有了一個想法，將晶體管和激光器同時結合起來，以更快地提升信號處理速度。由此，晶體管激光器應運而生。

　　但令很多人遺憾的是，做出如此多科研成果的Holonyak卻沒有得到應有的榮譽——諾貝爾獎。

　　與諾貝爾獎失之交臂

　　可見光LED技術，並非沒有獲得諾貝爾獎的潛力。

　　2014年，諾貝爾物理學獎宣佈頒給可見光LED，然而Holonyak卻沒有在獲獎名單上看到自己。這一獎項最終頒給了3位發明藍色LED的科學家，分別是赤崎勇、天野浩和中村修二。

　　評獎委員會給出的理由是：

　　很長時間裏（超過30年），我們都只有紅光到綠光波段的LED。沒有藍光LED，就無法製造出白色燈光。他們在20世紀90年代初期從半導體中獲得了第一道藍光，使得白光二極管燈成為可能。

　　這在當時遭到過一些質疑，認為這個獲獎領域不該將一系列奠基人忽視得這麼徹底。

　　Holonyak對此公開發表過回應：

　　認為“總有人欠你什麼”這種觀點，其實蠻可笑的。歸根結底，活着已經是一種幸運。

　　但這並不意味着他不在意此事。

　　E&T雜誌曾在2014年諾獎宣佈當天，對Holonyak進行過採訪，彼時他已有數十項專利在身，獲得的獎項更是不計其數：

　　我無法解釋為何我不在LED諾獎獲獎名單上。我認為他們（委員會）同樣回答不了這個問題。

　　……如果沒有我和其他人在20世紀60年代早期的工作，藍色LED也不會出現。

　　事實上，Holonyak對光學做出的貢獻一直有目共睹。

　　早在1997年，美國光學學會就專門以他的名字設立了Nick Holonyak, Jr. Award這一獎項，頒給每年對半導體光學做出重大貢獻的科學家。

　　2014年的LED諾獎獲獎人之一中村修二，2001年時也曾經獲得此獎。

　　然而，如今隨着他的離世，諾貝爾獎理論上與Holonyak再無緣分，這一獎項原則上“只頒給在世的科學家，激勵他們繼續做出貢獻”。

　　對此UC伯克利教授馬毅表示：

　　LED的諾貝爾獎沒有發給第一個發明LED的人實在是對Nick的不公。

　　文遠知行CEO兼聯合創始人韓旭也對他表示悼念：

　　但無論如何，當我們看見紅綠燈、或是任何紅色LED時，或許會想起當年這位推動了光學革命的科學家。

　　參考鏈接：

　　[1]https://www.nobelprize.org/prizes/facts/nobel-prize-facts/

　　[2]https://web.archive.org/web/20141013032018/https://eandt.theiet.org/news/2014/oct/led-nobel-snub.cfm

　　[3]https://web.archive.org/web/20180912022216/https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/30533

　　[4]https://www.optica.org/en-us/get_involved/awards_and_honors/awards/award_descriptions/nickholonyak/

　　[5]https://news.illinois.edu/view/6367/1920044460

　　[6]https://www.youtube.com/watch?v=cvIHUt0HhZA