LED之父去世，8年前颁给LED的诺奖却没有他

" 颁给 LED 的诺奖却没颁给他，是一种不公。"

就在这几天，LED 之父去世了，享年 93 岁。

Nick Holonyak，第一位可见光 LED的发明者，掀起了人类自爱迪生发明电灯泡以来照明史的第二次革命。

——甚至可以说，没有他这份发明，就没有今天 " 遍地开花 " 的 LED 照明灯。

凭借这一发明，他斩获了无数奖项，老布什、小布什、日本天皇、普京都为他颁过奖，他的名字甚至被美国光学学会设立成奖项，颁给每年在半导体领域做出杰出贡献的人。

但遗憾的是，这里面唯独少了诺贝尔奖。

2014 年，诺贝尔物理学奖宣布首次颁给 LED 领域，却只颁给了 3 位发明蓝光 LED 的科学家，没有他这个 " 奠基人 " 的名字。

但如今回过头看 Nick Holonyak 的经历，又会发现他的某些 " 不同寻常 " 之处。

例如他之所以走上科研道路，是因为吃不了 " 打工人 " 的苦：

在一次连续加班 30 个小时后他 " 彻底破防 "，又回过头继续进修学业，并一路获得了学士、硕士和博士学位，在贝尔实验室、美国陆军通信队和通用电气工作过，最后回到母校任教整整 50 年。

他还曾经在一次采访中调侃：

半导体激光器的发明，在某种程度上归功于几十年前铁路工作人员的苛刻工作量。

让我们走进这位传奇人物，看看他跌宕起伏的人生轨迹。

为 LED 取代白炽灯 " 埋下种子 "

在 Holonyak 之前，已经有好几位科学家做出了红外 LED，但可见光 LED 却还没有人做出来。

他先后遭遇了技术和实用性两个层面的质疑。

最初质疑来自技术层面。

与 Holonyak 一起工作的通用电气（GE）同事，大多研究的也是红外线半导体，如用砷化镓等材料产生红外光等。

当得知 Holonyak 要做可见光 LED 时，其他通用电气的同时第一反应是 " 不可能 "：

你不能这么做。如果你是个化学家，你就会知道这行不通。

Holonyak 在做出可见光 LED 后调侃：

幸好我是个工程师，不是化学家。

他创造性地将当时实验室中研究固态光学的几种材料（镓、砷、磷等）结合在一起，创造出了一种名为磷砷化镓（GaAsP）的材料，并以此为材料，制作出了世界上第一颗红光 LED。

△GaAsP

这也是人类历史上首次在没有加热或燃烧材料的情况下产生可见光。

随后，横亘在他面前的是另一道质疑——那个年代，白炽灯作为照明设备已经十分流行。

Holonyak 制作出的 LED 虽然能发出可见光，但发光效率却极低，相比每瓦 15 流明的白炽灯，红光 LED 每瓦只有 0.1 流明。

这种情况下，可见光 LED能否商用都不好说，甚至还不清楚具体的用途。

对此 Holonyak 却做出大胆预测，认为将来白炽灯一定会被 LED 所取代。

然而通用电气公司却并没有重视这份成果。

（值得一提的是，通用电气创立人之一正是发明出白炽灯的爱迪生）

一怒之下，Holonyak 离开通用电气，来到 UIUC（伊利诺伊大学香槟分校）建立了自己的实验室，挑了一小撮电气工程和物理专业的学生，来与自己一起研究可见光 LED。

据了解，Holonyak 一直将实验室保持在一个较小的规模，目的是有足够精力来教导每个学生、了解他们的想法。

△Holonyak 在实验室

他的学生们也不负众望。

其中一个名叫 M.George Craford 的学生，就在 1972 年研发出了掺杂氮的磷砷化镓 ( GaAsP ) ，发明了第一颗橙黄光 LED，亮度达到先前红光 LED 的 10 倍，标志着 LED 向提高发光效率方向迈出了重要一步。

随后，新材料不断普及，可见光 LED 的光谱也拓展到了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色。

在 1993 年蓝色 LED 出现后，可见光 LED 真正开始突飞猛进，如今已经成为我们生活中最常见的照明设备之一。

连续搬砖 30 小时后，他走上科研道路

除了最广为人知的发明红光 LED，Holonyak 的人生还有许多传奇的经历。

尽管他出生于美国伊利诺伊州，但他的父母都是来自东欧喀尔巴阡山脉的移民。

父亲老家在深山里，母亲则是在山谷的孤儿院里长大，两人来到美国后才得以相识。

他们都没有受过正规教育，虽然他的母亲小时候曾在神父家里当仆人，但也从未被教过认字，只有父亲会写一点字。

于是，在这样的家庭中长大的 Holonyak，母亲对他上学的期待只是会读书写字就行，这样好方便给在外地煤矿上班的父亲写信。

△来源：伊利诺伊大学

顺理成章的，高中毕业后 Holonyak 就不再读书，选择去中央铁路工作，但他很快发现打工人的日子没那么容易（doge）。

在一次连续加班 30 小时后，他终于发现 " 自己不适合从事艰苦的工作 "，下定决心用自己攒下的钱去上大学。

他考上了伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校，在 1950 年完成电气工程学士学位后，又进一步攻读了硕士、博士。

值得一提的是，在此期间，他成为了两届诺贝尔物理学奖获得者 John Bardeen 的第一个研究生。

在 John Bardeen 的带领下，Holonyak 从事量子阱和量子阱激光器的研究，而这正是 LED 的核心技术之一。

△Nick Holonyak 和导师 John Bardeen（来源：伊利诺伊大学）

就这样，Holonyak 一步步为红光 LED 的发明奠定基础。

1950 年代，Holonyak 致力于研究隧道二极管——尽管这个项目本身并没有取得任何进展，但却让人们对砷化镓的制作流程有了更多了解。

1960 年，他创造了第一个可见的半导体激光器，现在被广泛应用于 DVD 播放机、激光打印机、复印机和其他高科技产品上。

接下来的事，大家也都知道了，Holonyak 在 1962 年发明了第一个可见光 LED，并在一年后，选择回到母校伊利诺伊大学担任电机工程系教授，这一待就是 50 年。

△2012 年 Nick Holonyak 与学生交谈（来源：伊利诺伊大学）

直到 2013 年退休，他指导了 60 名研究生的博士学位项目，许多学生后来都在光电子学领域做出了开创性的贡献，其中 5 人还是国家工程院（NAE）的成员。

在这期间，他不仅发明了一种能在砷化镓芯片中弯曲光的技术，为芯片通过光传输信号创造潜力；还开发了能转换交流电、直流电的晶闸管……

其中比较有代表性的，还要属他发明的量子阱激光器和晶体管激光器。

1977 年，Holonyak 和他的学生展示了第一个量子阱激光器。这种新型激光器，能以最小的功率发射出非常集中的光，其光强是其他激光器的40 倍，将激光二极管的性能提升到了一个新的水平。

现在，量子阱激光器已经被广泛应用于光纤、CD 和 DVD 播放机以及医疗诊断设备。

2004 年，Holonyak 和 Milton Fang 教授又有了一个想法，将晶体管和激光器同时结合起来，以更快地提升信号处理速度。由此，晶体管激光器应运而生。

但令很多人遗憾的是，做出如此多科研成果的 Holonyak 却没有得到应有的荣誉——诺贝尔奖。

与诺贝尔奖失之交臂

可见光 LED 技术，并非没有获得诺贝尔奖的潜力。

2014 年，诺贝尔物理学奖宣布颁给可见光 LED，然而 Holonyak 却没有在获奖名单上看到自己。这一奖项最终颁给了 3 位发明蓝色 LED 的科学家，分别是赤崎勇、天野浩和中村修二。

评奖委员会给出的理由是：

很长时间里（超过 30 年），我们都只有红光到绿光波段的 LED。没有蓝光 LED，就无法制造出白色灯光。他们在 20 世纪 90 年代初期从半导体中获得了第一道蓝光，使得白光二极管灯成为可能。

这在当时遭到过一些质疑，认为这个获奖领域不该将一系列奠基人忽视得这么彻底。

Holonyak 对此公开发表过回应：

认为 " 总有人欠你什么 " 这种观点，其实蛮可笑的。归根结底，活着已经是一种幸运。

但这并不意味着他不在意此事。

E&T 杂志曾在 2014 年诺奖宣布当天，对 Holonyak 进行过采访，彼时他已有数十项专利在身，获得的奖项更是不计其数：

我无法解释为何我不在 LED 诺奖获奖名单上。我认为他们（委员会）同样回答不了这个问题。

……如果没有我和其他人在 20 世纪 60 年代早期的工作，蓝色 LED 也不会出现。

事实上，Holonyak 对光学做出的贡献一直有目共睹。

早在 1997 年，美国光学学会就专门以他的名字设立了 Nick Holonyak, Jr. Award 这一奖项，颁给每年对半导体光学做出重大贡献的科学家。

2014 年的 LED 诺奖获奖人之一中村修二，2001 年时也曾经获得此奖。

然而，如今随着他的离世，诺贝尔奖理论上与 Holonyak 再无缘分，这一奖项原则上 " 只颁给在世的科学家，激励他们继续做出贡献 "。

对此 UC 伯克利教授马毅表示：

LED 的诺贝尔奖没有发给第一个发明 LED 的人实在是对 Nick 的不公。

文远知行 CEO 兼联合创始人韩旭也对他表示悼念：

但无论如何，当我们看见红绿灯、或是任何红色 LED 时，或许会想起当年这位推动了光学革命的科学家。