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二极管实验的动画
热度 2 hailanyun0415 2017-3-11 12:28
1. 限幅电路 教材上的限幅电路都是静态的,想象力丰富的人也许能想象出动画,不过很多人应该都和我一样,看到实验现象以后才能理解。我用几何画板做了两个gif ,动画里 pd(x) 是个判断函数,只能为1 或-1 ,可以用来判断 U o (x) 到底是取 U i (x) 还是取 U B ,虽然有分母为0 的点,但还是画出来了。这个动画没有考虑二极管的正向压降,1N4007 的正向压降有1V ,影响还是比较大的。 不过实验时,很多人都不知道接线,所以我还做了个接线的gif ,元件是随便排列的,但接完后仿佛一只水面上仰天长啸的天鹅。 2. 桥式整流电路 实验台的四个二极管是平行排列的,电阻在下方,很多人完全不知道怎么接电路,其实我第一次实验的时候也不知道接,摸索一下就会了。元件是随便排列的,但接完后仿佛一只狗头,右边是鼻子和嘴,左边是耳朵。像不像? ( 此接线图有错误! 见文末) 桥式整流电路有两条电流通道, u 2 0 时是 A B D C , u 2 0 时是C B D A , R O 是必须有的,否则实验时会导致 A 点的电位对 u 2 产生反馈,影响 u 2 的波形。不知道为什么很多教材上都没这个R O 。 (此处也有错误, 这个影响是接线错误导致的, 再次实验发现,Ro是否存在不会影响输入信号波形。) 我实验时并没有接电容,但始终没有看到 u o 的这种下端尖锐的波形,查了下1N4007 的结电容有15pF ,应该是这个结电容的影响。或者函数信号发生器与变压器还是不一样,变压器有电感能消除结电容的效果。 这是我的实验结果,下方是输入波形,上方的是输出波形。一个是 B 接地,另一个个是 D 接地。似乎不太对,按教材上的说法,输入波形达到最大值或最小值时,输出波形都应该是最大值。是输入信号的问题吗?还是坏了个二极管或断了根导线呢?下周再试一次吧。 ------------------------ 感谢王又法先生的指教,接线图应该这么连。 这时就能看到波形了,紫色波形就是绿色波形减去黄色波形后得到的,如果没有数字示波器,把CH2反相也能弄个近似的图像出来。
个人分类: 电子电工技术|8285 次阅读|5 个评论
[转载]二极管封装型号系列及尺寸
rxl 2013-8-26 09:57
封装规格(系列) 2-pin 3-pin 4-pin 5-pin 6-pin VMD系列 (1006) 封装 VMD2 - - - - 尺寸A 1.0 尺寸B 0.6 EMD系列 (1608) 封装 EMD2 (SOD-523) EMD3 (SOT-416) EMD4 正在开发 正在开发 尺寸A 1.2 1.6 1.6 尺寸B 0.8 0.8 1.2 UMD系列 (2012) 封装 UMD2 (SOD-323) UMD3 (SOT-323) UMD4 (SOT-343) UMD5 (SOT-353) UMD6 (SOT-363) 尺寸A 1.7 2.0 2.0 2.0 2.0 尺寸B 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 SSD系列 (2913) 封装 - SSD3 (SOT-23) - - - 尺寸A 2.9 尺寸B 1.3 SMD系列 (2916) 封装 - SMD3 (SOT-346) SMD4 (SC-61A) SMD5 (SC-74A) SMD6 (SOT-457) 尺寸A 2.9 2.9 2.9 2.9 尺寸B 1.6 1.6 1.6 1.6 PMDU系列 (2616) 封装 PMDU ( SOD-123 ) - - - - 尺寸A 2.6 尺寸B 1.6 PMDS系列 (4526) 封装 PMDS ( SOD-106 ) - - - - 尺寸A 4.5 尺寸B 2.6 尺寸A和B单位为mm
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[转载]SMA-SMB-SMC封装形式及其尺寸
rxl 2013-8-21 13:42
SMA、SMB、SMC封装的二极管详细区分 本公司开办多年来,一直有客户对DO-214封装系列搞不清具体的封装到底有什么区别,为了以后在业务上能方便客户和同行朋友,本人现做个详细的区别说明: 1、SMA/DO-214AC 2、SMB/DO-214AA 3、SMC/DO-214AB 从以上的图片看来,这三种封装看上去差不多,没什么区别,但从实物体积上来分,可以看出:SMA SMB SMC.
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最近搞了一批单晶片做整流二极管
shg841100 2013-7-21 10:16
用的450CPS RFJ210的光刻胶,可是正面涂胶后,不加背清,经过曝光,显影后碎片率很高?是胶太黏了吗?还是材料片的问题呢?
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快恢复二极管??在线TRR一致性不好,,是啥原因呢?
shg841100 2013-6-20 14:40
有没有高人指点呢??
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快恢复二极管??在线TRR一致性不好,,是啥原因呢?
shg841100 2013-6-20 14:40
有没有高人指点呢??
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快恢复二极管??在线TRR一致性不好,,是啥原因呢?
shg841100 2013-6-20 14:40
有没有高人指点呢??
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[转载]声二极管器件
hanlingeorge 2013-6-9 17:19
电二极管及相关器件的产生,对现代电子科技的技术革命具有里程碑式的意义。而声波是比电更为常见的能量载体,若能实现类似电子二极管的整流效应,无论在学术上还是在应用价值上都将具有重大意义。但由于线性条件下互易原理的限制,声整流的实现一直是物理学界的一大难题。 南京大学物理学院声学研究所程建春研究小组日前在《自然—材料学》( Nature Materials )上发表研究成果,在声整流效应的道路上迈出了关键的一步。该研究小组巧妙地组合了超晶格结构与强声学非线性媒质,首次提出了可实现声整流效应的“声二极管”理论模型,并在实验上制造出了第一个真正的声二极管器件。 2009 年,该小组在 Physical Review Letters 上首次提出了有效的声二极管理论模型,引起物理学界的广泛关注。 Physical Review Focus 和 Nature News 相继对其进行了专题评述,在高度肯定该理论模型意义的同时,亦特别指出其实现恐路途多艰。但程建春及其同事仍坚定地将研究拓展到实验领域,打破常规思维,利用医学超声造影剂微泡与超晶格结构的有机组合,成功构建了第一个结构简单却效率极高的声二极管器件,在实验中观测到的最高整流比接近 1 万倍。 该成果是复杂媒质中声能量控制研究领域的重大突破,可应用于各种需对声能量实现特殊控制的重要场合,更有望对医学超声治疗等关键领域产生革命性影响。 Nature Materials 审稿人对这一研究成果作出了高度肯定,认为该工作与电二极管一样具有重大影响力,将引起物理学界尤其是声学领域的高度兴趣。(来源:科学时报原诗萌)
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半导体里程_博物馆_1941年—二战中的半导体二极管整流器
WanghuataoHIT 2012-3-5 11:26
半导体里程_博物馆_1941年—二战中的半导体二极管整流器
高纯度的锗和硅晶体生产技术的开发用于战时雷达的微波探测器的制造。 第二次世界大战期间半导体技术取得了跨越式的发展,因为在频率高于我们可能使用真空二极管的情况下雷达接收器需要检测和转换微波信号的固体整流器。由于战时研发的努力,硅和锗成为最主要的半导体材料。随着RussellOhl在硅研究方面的开创性工作,英国和美国的大学和公司的研究人员开发出净化这两种元素的方法同时用他们所选的杂质来获取所需要的半导体特征。数以百万计的水晶整流二极管用金属接触点连接到硅和锗的小片上被用于盟军的雷达接收器中的使用。 由物理学家弗雷德里克Seitz,杜邦公司的化学公司 的带领,在 麻省理工学院辐射实验室的主持下 , 硅提纯 工作 主要在宾西法尼亚大学 进行。在战争终止的时候 硅 的 纯度 已达到 99.999%。大多数研究 主题要 在锗美国普渡大学的卡尔Lark-Horovitz 带领 下 。 1947年,布拉顿使用高纯锗 在普渡大学第一次 制作 出 了 点接触晶体管。 还有一点很重要的是冶金学家Scaff(见图1940里程碑) 、和 化学家亨利Theurer 在贝尔实验室的研究成果 , 弄明白了 各种杂质 是如何使 n型半导体 具有 过多的电子和p型半导体 有很多的 缺电子(或过量的洞) 的 。通过添加微量的要素,如 元素周期表第五主族的 磷元素 到 纯硅和锗 中 ,他们得到了n型材料。比如 添加第三主族的硼元素 他们p型 材料。 译者:哈尔滨工业大学(威海)电子封装 090840107-司晓庆 校对:哈尔滨工业大学(威海)电子封装 090840108-孙洪根 原文 http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1941-semiconductor.html 版权copyrightby www.computerhistory.org Karl Lark-Horowitz (right) and Seymour Benzer at Purdue, circa 1942 大约1942年, 卡尔Lark-Horowitz 和西摩·本泽在普渡大学 Post-war newspaper announcment of Purdue war research 战后报纸公司宣布了普渡大学战争研究 Typical examples of WWII-type 1N21 crystal rectifiers 二战型1N21晶体整流器的典型例子 Cut-away views of two common WWII crystal rectifiers 两种常见的二战晶体整流器切角意见 1941SemiconductordioderectifiersserveinWWII Techniquesforproducinghighpuritygermaniumandsiliconcrystalsaredevelopedforwartimeradarmicrowavedetectors. SemiconductortechnologytookagiantleapforwardduringWorldWarII,asradarreceiversneededsolid-staterectifierstodetectandconvertmicrowavesignalsatfrequencieshigherthanpossibleusingvacuumtubediodes.SiliconandgermaniumemergedasthedominantsemiconductormaterialsduetowartimeRDefforts.FollowingRussellOhl’spioneeringsiliconwork,( A title="1940 :: Discovery of the p-n Junction" href="http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1940-Discovery.html" 1940Milestone )researchersatuniversitiesandcompaniesinGreatBritainandtheUnitedStatesdevelopedtechniquestopurifybothelementsand“dope”themwithselectedimpuritiestoobtainthesemiconductorcharacteristicsdesired.Millionsofcrystalrectifierdiodes,withametalpointcontactingatinysliverofsiliconorgermaniuminside,werefabricatedforuseinAlliedradarreceivers. UndertheauspicesofMIT'sRadiationLaboratory,siliconpurificationoccurredmainlyattheUniversityofPennsylvania,ledbyphysicistFrederickSeitz,andDupontChemicalCompany.Siliconof99.999percentpuritywasavailablebywar’send.MostgermaniumresearchoccurredatPurdueUniversityunderKarlLark-Horovitz.In1947WalterBrattainusedaslabofthehigh-puritygermaniumdevelopedatPurdueinfabricatingthefirst,point-contacttransistor. AlsocrucialwereresearcheffortsatBellLabs,ledbymetallurgistJackScaff( A title="1940 :: Discovery of the p-n Junction" href="http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1940-Discovery.html" Seephotoat1940Milestone )andchemistHenryTheurer,tounderstandhowvariousimpuritiesledto n -typesemiconductorswithanexcessofelectronsand p -typesemiconductorswithadeficitofelectrons(orexcessofholes).ByaddingtinyamountsofelementssuchasphosphorusfromthefifthcolumnofthePeriodicTabletopuresiliconandgermanium,theyobtained n -typematerial.Addingthird-columnelementslikeborongavethem p -type.
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应《无偏二极管是不是伪科学?》
热度 1 liwei999 2011-4-29 17:54
好文章应该有个好标题:应《无偏二极管是不是伪科学?》 除了这个标题和文章最后一段,hbchendl的文字是个好的分析文章。 原文的“编者按”也是个可圈可点的东西。理论上讲,登不登的选择大约有两个:1)最大程度地保证作者的出版自由,2)报告的“现象”是否存在。 徐业林试验本身不规范,hbchendl文给出的分析比徐业林的更合理、更有说服力。但是,这些都不是“证明”无偏二极管是“伪科学”,而仅仅是“证明”了徐业林分析的“错误”。
个人分类: 镜子大全|4245 次阅读|2 个评论
MOSFET二极管的阈值损失问题
热度 1 xiemx 2011-3-25 21:34
作者: Xie M. X. (UESTC ,成都市 ) 我们知道,对于增强型MOSFET,在加有一定的源-漏电压(VDS)下,只有当栅-源电压(VGS)大于阈值电压(VT)时,才出现源-漏电流(IDS);否则,当VGS小于VT时,则不产生沟道,基本上没有源-漏电流(实际上,往往有很小的所谓亚阈电流通过)。在VGS大于VT、产生出沟道的情况下,沟道也是在漏极一端被夹断了的,MOSFET处于饱和状态,通过的电流IDS与栅-源电压的平方(VGS2)成正比,而与源-漏电压基本无关(即电流饱和)。 如果把增强型MOSFET的栅极与漏极连接起来,构成所谓MOSFET二极管,则有VGS=VDS,于是MOSFET将始终处于饱和状态(沟道夹断的状态);这时,若减小源-漏电流IDS,那么,栅-源电压VGS和源-漏电压VDS也都将同时相应地降低,当源-漏电流减小到0时,则VGS和VDS必都将同时降低到阈值电压VT。这就是说,当通过MOSFET二极管的源-漏电流为0时,在源-漏之间存在有一个电压——阈值电压VT;或反过来说,在源-漏之间加有大小等于VT的一个电压时,通过器件的电流为0。这也就是MOSFET二极管用作为门电路有源负载时将会产生阈值损失的根源。 这种MOSFET二极管的特殊性能(有电压、而没有电流的性能),在许多电路设计中很有用,它可用来有效地降低功耗。
个人分类: 微电子器件|6239 次阅读|0 个评论
二极管和三极管的截止频率fT
xiemx 2011-3-21 13:26
作者: Xie M. X. (UESTC ,成都市 ) l 二极管的截止频率: 对于 pn结二极管 和 肖特基二极管 ,由于存在 势垒电容 ,所以随着信号频率的增高,其阻抗下降;当阻抗的大小降低到不能吸收或只能吸收很少的信号能量时,该二极管即达到了最高的工作频率——截止频率。作为确定截止频率的标准,可以采用二极管串联电阻所消耗的能量来比较,即当“二极管高频阻抗的大小=串联电阻”时,对应的频率即为截止频率fT。fT的高低与势垒电容Cj有关,还决定于二极管的高频电阻rd和串联电阻rs的相对大小:如果rs很小(rs rd),则fT最高,为fT = 1/( 2πCj rs );相反,如果rd很小(rs rd),则fT最低,为fT = 1/(2πCj rd)。 l 三极管的截止频率: 不管是BJT还是FET,它们的截止频率(特征频率)fT都是根据同样的原理来确定的。与二极管一样,由于存在电容效应(对于BJT,除了势垒电容以外,还有少数载流子渡越基区的影响—— 扩散电容 效应),所以随着信号频率的增高,它们的输入阻抗下降,使得输出信号电流越来越小,当输出信号电流降低到等于输入信号电流(即电流增益b=1)时,对应的信号频率即为器件的截止频率fT。 BJT的fT主要决定于四个时间常数,即发射结电容的充放电时间、基区渡越时间、集电结势垒区的渡越时间以及集电结电容的充放电时间。为了提高fT,就需要降低这四个时间常数。一般的BJT,决定fT的主要因素是少数载流子的 基区渡越时间 ;对于高频BJT,其它的时间常数将起作用;对于高电压BJT, 集电结势垒区的渡越时间 将起到较大的作用。 FET的fT与跨导成正比、与输入电容成反比,当然与沟道长度有很大的关系(长沟道时,与沟道长度的平方成反比;短沟道时,与沟道长度成反比)。为了提高fT,就需要增大跨导和降低输入电容。采用电流饱和区(沟道夹断态)来进行放大,跨导较大;采用 差分对放大器 ,或者采用 达林顿放大器 ,输入电容可以减小差不多一半。这些措施都将有利于提高fT。
个人分类: 微电子器件|12982 次阅读|0 个评论
p-n结的开关速度和几种p-n结开关二极管
xiemx 2011-3-15 09:26
作者: Xie M. X. (UESTC ,成都市 ) p-n结的开关速度: p-n结具有很好的单向导电性,因此,它本身就是一个很好的电流开关——正向电流很大、反向电流很小。由于通过理想p-n结的电流(正向电流和反向电流)基本上都是少数载流子的扩散电流,所以p-n结在开、关时其正向和反向电流大小的变化,将主要决定于p-n结两边扩散区中存储的少数载流子浓度梯度的变化。 p-n结的开关速度即由开关时间来表征,而开关时间包括有开启时间( 上升时间 )和关断时间( 反向恢复时间 )两个部分。 当p-n结由反偏转换到正偏(即开启)时,由于首先要对p-n结充电,则立即就有较大的电流通过,然后电压再逐渐上升、并增大到正偏电压,从而电流开通所需要的时间几乎为0,这就是说,p-n结的开启时间(上升时间)可以忽略。但是当在导通的p-n结上突然加上反向电压时,它却不会立刻就关断——电流截止,这是由于事先p-n结的两边扩散区中存储有大量的非平衡少数载流子(这是p-n结导通的必备条件),在反向电压加上以后,只有当这些存储的非平衡少数载流子逐渐消失之后,p-n结才进入到电流截止的状态,所以关断时间(反向恢复时间)一般是较长的。因此可以说,p-n结的开关时间主要就是反向恢复时间。 实际上,p-n结的关断过程包含着电流变化规律完全不同的两个阶段:首先是反向电流恒定的阶段(相应的时间称为存储时间),然后是反向电流衰减到0的阶段(相应的时间称为下降时间)。因此有: ≈ = (存储时间)+(下降时间) 在存储时间过程中,扩散区中存储的非平衡少数载流子逐渐减少(由于反向电压的抽出作用以及少数载流子的扩散与复合作用所致),但是在这个少数载流子数量不断减小的过程中,却能够保持少数载流子反向浓度分布的梯度不变,从而可以保持关断时的反向扩散电流恒定。当扩散区中存储的非平衡少数载流子数量减少到再也不能维持恒定的反向浓度梯度时,就进入到了下降时间的过程,这时将进一步通过扩散与复合,使非平衡少数载流子浓度梯度不断减小,存储的非平衡少数载流子数量也不断减少,相应地反向电流也不断降低、直至为0——截止。下降时间过程将造成反向电流有一个拖尾。 为了提高开关速度,就应该减短存储时间和下降时间;采取的主要措施就是: (1)减少非平衡少数载流子的存储数量; (2)加快所存储的少数载流子的消失过程。从器件本身来说,提高开关速度的主要措施是减短扩散区中少数载流子的寿命,其次是减小p-n结的面积和减短两边扩散区的长度(即缩小非平衡少数载流子的存储空间);这些措施可有效地减短存储时间。 快恢复二极管(Fast-Recovary Diode): 这是一种p-n结超高速开关二极管。实际上,它是通过在p-n结中合理地掺入适当的复合中心杂质,来获得很短的反向恢复时间的。在制作快恢复二极管时,所采用的Si材料的少数载流子寿命一般也都是很短的(为0.5~5ns)。 如果采用直接带隙半导体(例如GaAs)来制作二极管,因为这类半导体中载流子的寿命要比Si中的短得多(因为是直接复合之故),所以能够得到反向恢复时间远小于Si/p-n结二极管的快恢复二极管(GaAs/p-n结二极管的反向恢复时间≤0.1ns)。当然,如果用Schottky二极管来作为开关,那么速度必然很高,因为它本身就是一种多数载流子器件,不存在少数载流子的存储问题,所以其反向恢复时间几乎为0. 电荷存储二极管(Charge-Storage Diode): 这是与快恢复二极管在性能上恰恰相反的一种p-n结开关二极管。电荷存储二极管的反向恢复时间(特别是存储时间)相对较长,这就意味着,在导通时其中存储有数量较多的非平衡载流子电荷。 阶跃恢复二极管(Step-Recovery Diode): 这是存储时间较长、下降时间非常短(ps数量级)的一种电荷存储二极管;它在关断时的电流波形是陡峭(阶跃式)变化的,所以特称为阶跃恢复二极管。 为了实现p-n结二极管的下降时间≈0,可在扩散区中设置由势垒区指向扩散区的内建电场来达到。因为这种方向的内建电场虽然对于少数载流子的正向扩散具有加速作用,但是对于反向的扩散却具有阻挡作用,即在p-n结关断时具有拉住少数载流子、不让它们流入势垒区的作用;这样一来,在全部存储的少数载流子消失之前,在势垒区边缘处的少数载流子浓度不可能变为0,于是就必能得到此处的少数载流子浓度梯度=0,即反向扩散电流很快下降到0,所以下降时间≈0。 阶跃恢复二极管中的内建电场可通过不均匀的掺杂技术来引入。实际上,该二极管在结构上往往就是界面附近处的掺杂浓度分布非常陡峭的p-i-n结(通常可采用外延技术来形成)。因为阶跃恢复二极管具有这种较为特殊的、与变容二极管相似的杂质浓度分布,所以该二极管也可以看成是一种特殊的变容二极管。 在制作电荷存储二极管和阶跃恢复二极管时所采用的Si,往往是少数载流子寿命较长的材料(为0.5~5μs,比快恢复二极管的要长约1000倍),用以获得较多的存储电荷。 一般,阶跃恢复二极管的正向压降较低,反向击穿电压较高(采用p-i-n结构之故)。但由于其瞬态响应的特殊性(反向电流波形陡峭),因此它是一种具有高度非线性特性的电抗元件,故在电路应用中能够产生出丰富的谐波分量。从而,阶跃恢复二极管可用于 倍频器 、 高速脉冲整形 与 发生器 以及 高频谐波发生器 等。在用作倍频器时,在高达20次倍频中仍然能够保持较高的效率,故它是一种优良的 微波倍频元件 。
个人分类: 微电子器件|6289 次阅读|0 个评论
镜子微博:回答: 电荷在电路中是如何流动的?
liwei999 2011-2-20 03:38
回答: 又:电荷在电路中是如何流动的? 由 JFF 于 June 24, 2005 01:50:48: 真空二极管是个很好的例子:就是从一端到另一端。电镀也是。 电荷在电路中流动速度是个“传送”的课题,而能量的“传递”是“势”的传递。电流是电荷比时间,没有“速度”的问题。 到了技术的现场,就要想这些问题了。如何能镀得好,如何能控制腐蚀速度等等,半导体产业都是这些东西,不理解也得理解。
个人分类: 镜子大全|2417 次阅读|0 个评论
加州阳光之二十七 III-V族的革命
songshuhui 2008-9-2 14:29
siccashq 发表于2008-07-14 星期一 9:07 分类: 物理 | | 公元 02007 年 10 月 3 日,一位叫做周正龙的农民声称拍到了一只野生华南虎,镇坪县林业局绕过安康市林业局,越级上报省林业厅,省林业厅当即决定奖给拍虎英雄 2 万元,并最终演变本世纪初中国一场啼笑皆非的年画虎事件。公元 01988 年,在日本一个叫阿南的小城市里,一位普通的日亚公司职员厌倦了十年来生长一些磷化镓砷化镓单晶的活,也冒然越级走进公司董事长的办公室,提出了要制备氮化镓蓝光发光二极管,董事长当即决定资助 500 万美元的设备支持。三年后这位中村修二同学便在《应用物理快报》上发表了生平第一篇英文文章:一种用于生长氮化镓新颖的金属有机物化学气相沉积法。论文一发表便轰动了世界半导体产业界和科学界,要知道这个时候世界上有多少大公司、著名大学科研机构都在为半导体蓝光光源薄膜材料的制备工艺头痛不已,而氮化镓正是 III - V 族半导体材料中最具有希望的宽禁带光学材料。 问题并不在于这些科学家们不知道氮化镓,物理学上关于这种材料的能带结构、 PN 导电类型调控以及发光特性都有大量的理论和实验上的成果,真正让人头疼的是如果要实现这种材料的器件化,必须要使基板材料和氮化镓晶格匹配才行!正是因为这个难题全世界科学界和产业界几乎都把氮化镓抛在脑后,一股风地去研究能生长在砷化镓基板上的硫化锌、硒化锌等 II - VI 族半导体,即便这些半导体材料发光效率并不高,而且使用寿命很短。正如中村修二后来打趣的说,因为这些大公司的研发力量把 II - VI 族半导体的山头都占满了,不能竞争,只有另辟蹊径走别人不走的路。 一个人走在这条荒无人烟的路上,这确实是一条中村修二自己踏出的路,没有实验员,没有助手,难怪整个科学界都感到惊讶。他在短短四年时间克服了两个重大材料制备工艺难题,一个是高质量氮化镓薄膜的生长;另一个是氮化镓空穴导电的调控。前者他改进了金属有机物气相生长过程中组分气流进入的方式,经过多达 500 次试验,终于在普通蓝宝石基片上获得高电子迁移率的氮化镓薄膜;解决后一个问题采用的方法更加具有传奇色彩,当时日本 Meiji 大学的 Akasaki 和 Amano 教授已经报道镁掺杂的氮化镓薄膜利用电子束辐射可以实现空穴导电,但是中村修二实验发现只要控制工艺中的氢气浓度就可以大规模地得到 p 型掺杂材料。 01994 年 4 月,当中村修二在美国旧金山举办的春季材料会议上打开他发明的蓝色激光器那一瞬间,整个会议厅的科学家们如同小孩看烟火一般不断发出赞叹的声音。 我有时候很惊讶为什么日本这个国家总是出现这么多科学上的奇迹,中村修二是个公司的普通职员而已,发明蓝色激光器之前他也只是日本一个不知名大学(德岛大学)毕业的硕士生。回想到 02002 年诺贝尔化学奖奖给日本的田中耕一,一时间世界化学家们都不知道这个人是谁,日本化学界也都茫然地面对记者的提问,后来才知道田中耕一只是岛津制造所的一个小职员,本科生学历,所发表的关于测定蛋白质质量的论文也只是登载在日本一个小刊物上。我在想,当我们科学界沉醉于谈论 SCI 、影响因子和量化指标的时候,科学变成了一个急功近利炫耀的舞台,而不是充满冒险、乐趣、坚守和奉献的探索之旅,浮躁有理么?我们的科技体制到底要将科学轨道扳向何方? 闲聊一句,中村修二虽然把最有显示度的结果都发表在美国的《应用物理快报》上面,但是对于核心的工艺成果却是通通发表在《日本应用物理杂志》上面。当然器件物理领域一些繁琐的革新是无法上一些物理化学明星期刊的,成果的优劣当然没有必要用这些期刊的高影响因子来证明。我们很多时候喜欢反过来说,国内大学科研院所网站上科技新闻的特点就是一有突破就是在 Nature , Science , JACS , PRL 等等上面发了什么文章,如果没有这些期刊充面子简直提不上创新。另一方面,为什么中村会将工艺上的突破全部让本国刊物来发表?我猜测这个和日本应用物理学会对于重大知识产权的保护有很大的关系,如果试图发表在他国刊物上,必然会经受同行求疵而不是同行评价,严重的还会出现被压制或者被某个小组抢先一步发表。原创性成果的抢先发表有时候是科学家们的战争。但是我还是鼓励好的成果在做好知识产权保护之后(如申请专利或者在国际会议上简要宣布)发表在国际刊物上,我不认为这是学术殖民化,难道美国人会因为向英国《自然》投稿而感到被殖民化?真正的问题在于我们如果选择在一个平等的舞台上表达,就要面对暂时性的开发利用能力的不平等。在知识的转化上面我们是远远处于劣势的,这是真正让人感到不平衡的地方。如果我们因为领悟力不足而放弃在世界舞台自主创新做出努力,那么最后连交学费的机会都没有。 中村修二发明的氮化镓发光二极管对人类的贡献是显而易见的:利用深紫外发光可以高效率地净化生活用水;光纤通信的传输效率得到提高;超长使用寿命和高电光转换效率的全固态白光光源将极大促进绿色能源进程。美国能源部主持的一个关于全固态照明应用节能报告中指出, 02027 年如果用半导体发光技术取代现有主要照明工具的话,将可以节省近 660TWh ,相当于让 40 个 1000 兆瓦的发电站停工。 杜祥琬院士也帮中国算了一个帐: 如果都改用节能灯,可以节约一千亿度电,长江三峡每年是 800亿度,就是说我们能节约一个三峡还要多。我总是很同情环保主义者的很多偏激做法,之所以同情,是因为他们提供不了比科学更有效的方法来促成自然生态和人类社会融洽共处。 爱迪生曾经说过一句很有名的话:我们将生产出最便宜的电力,让富人去买蜡烛!半导体发光照明的最终实现,将来在昏黄的白炽灯下怀旧或会变成一种奢侈的享受呢。这真是一场 III - V 族半导体引发的能源革命。 标签: 二极管 , 半导体
个人分类: 物理|1352 次阅读|0 个评论

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