2015年國家技術發明獎一等獎獲得者的科研方法

2015年國家技術發明獎一等獎獲得者的科研方法

科學家概況

2016年1月8日，江風益教授及他帶領的團隊由于所研發的“硅襯底高光效Ga N基藍色發光二極管”項目而獲得2015年國家技術發明獎中唯一的一等獎。江風益，1984年畢業于吉林大學物理系，1989年中科院長春物理所碩士畢業，特別是硅襯底的創造性發展LED技術路線，在很短的時間內，實現工業化大規模生產，改變國外壟斷局面，核心技術的LED照明在中國領導研究和行業的發展做出突出貢獻。

科研方法透視

扎實的理論基礎

江風益教授先就讀于吉林大學物理系原子核物理專業，后考取碩士后攻讀的是中科院長春物理所固體發光專業。原子核物理專業為江風益教授打下了良好的物理學基礎。之后，江風益教授又在傳統的LED制造中開始了長達數年的研究，為其發明進行理論準備。不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海。只有經過扎實的理論基礎的積累，才能為實踐打下堅實的基礎。理論是重要的，因為沒有革命的理論，就不會有革命的運動。所有的理論基礎也只有回歸到了實踐的過程，它才會實現真正的價值。江風益教授正是深知這一點，所以他在科研之前就進行了大量的基本理論的積累，為實踐奠定了扎實的基礎。

強調實踐

實踐決定認識的來源、動力、目的、檢驗真理性的唯一標準。認識有可重復性，追求真理是一個永無止境的過程，需要我們與時俱進，開拓創新，在實踐中檢驗和發展真理因而進行科研我們必須要通過實踐去進行驗證，否則我們只是“紙上談兵”?？茖W探索是無止境的，1907年，Henry Joseph Round在碳化硅首次觀察到電致發光現象。1936年，George對硫化鋅粉末發光發表了一份報告。20世紀的50年代，英國科學家發明了第一臺現代意義的LED。60年代末，砷化鎵襯底上使用磷化發明了第一臺可見紅光LED。70年代中期，磷化鎵作為光源，可發出黃色光。80年代早期使用砷化鎵磷化鋁使第一代高亮度LED誕生。第一次歷史性的藍色LED出現在90年代早期。后來超級氮化鎵LED亮度，創建能產生高強度的銦鎵氮綠色和藍色發光二極管。今天在LED市場上可以看到產生新穎的顏色，如亮綠色和粉紅色。硅襯底Led正是在之前無數次的實踐——認識——實踐的基礎上產生的，江風益教授正是在其發展中認識到了它的發展趨勢并自己投身于科研的實踐中。

堅持與拼搏

發展是新事物的產生和舊事物的滅亡。新事物在初期發展的過程中總會遇到各種各樣的障礙。但新事物有強大的生命力，擁有舊事物不具備的優點。在科研的道路上，江風益教授和他的團隊也的確遇到了很多困難?？恐鴮W校60萬元貸款，江教授開始了他的科研開發之路。但是他并沒有因此而受限，而是敢于實踐，利用所學所知將其付諸行動，動手研究、設計、組裝。

發展的方向是上升的、前進的，但發展的道路是曲折的。解決了資金和設備的問題，江教授在硅襯底LED的實際研發中又再一次面臨著前所未有的艱難險阻。事物發展的狀態分為量變和質變；量變是事物發展的必要準備，只有在適度原則的基礎上，事物才有可能從量變向質變方向轉變。江風益教授領導的團隊低估了項目的難度，認為做300次實驗就可以完成。事實上，在300次的實驗之后，研究工作尚未開始，錢已經花了90%。是繼續研究，還是放棄？

在這樣一個兩難的處境之下，江風益教授心中燃起“必須一搏”熊熊烈火，激勵著他必須放手一搏。2000年，經過1200次的實驗中，藍色LED外延材料和藍色二極管終于成功開發，填補了國內空白。如若江風益教授在300次試驗過后就此放棄，那么會有現在的碩果嗎？古人云：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿。只有通過一步一步的、點點滴滴的積累，量變才有可能變為質變，新事物才可能有所發展。

敢于超越的膽略、確立創新意識

物質決定意識，意識對物質具有能動的反作用。江風益教授正是擁有敢于超越前人科學研究的強大精神動力才會支撐著他在硅襯底LED科研開發設計之路上越走越遠，越走越堅定?！案咝{色發光二極管”是由赤崎勇、天野浩和中村修二發明的，為此三人還獲得了2014年諾貝爾物理學獎。三位科學家的杰出貢獻在于，他們沖破了之前的技術。如何打破之前日本3位科學家建立的科學豐碑呢？這個問題一直苦苦困擾著江風益教授，他在苦苦思索之后，發現利用硅作襯底似乎可以做到價格適宜與功能齊全的同時滿足。然而由于硅和Ga N巨大的晶格失配和熱失配導致的外延膜龜裂、晶體質量差，以及襯底不透明導致的出光效率低等問題長期未能解決，致使當時業界普遍認為，在硅上制備高光效Ga N基LED是不可能的。 但江教授卻要把不可能變成可能，開創前人沒有走過的道路。

這樣看起來似乎有點異想天開的觀點是前人所沒有的，但卻是一種突破與創新，開拓一種新的局面。創新對于科研的作用也是至關重要的，在信息與技術迅猛發展的年代，只有不斷地解放思想，與時俱進，用發散思維進行思考，才能取得新的碩果。

堅定的信仰個人理想和社會理想密切相關，社會理想是個人理想的凝練和升華。當江教授提出研發硅襯底LED時，不少質疑聲不絕于耳。但江風益教授始終堅信著：這不僅是自己的夢想，更是中國夢的一部分。于是“不唯書、不唯上、不唯洋，只唯實”一股強烈的民族自尊感在他心中噴涌而出，他毅然決然地投入到硅襯底LED研究當中去?？梢哉f他志比精金，心如磐石。

這讓我不由得想起另一位科學家-錢學森。出國留學并在美國取得優異成績的錢學森在新中國成立后積極要求回國參加建設，即使是困難重重，他也決不放棄。他為新中國在太空領域的科學技術的發展貢獻出了自己的一份力量。江風益教授也是如此，擁有強烈的民族自尊感和愛國情懷，將個人理想與社會理想很好地結合在一起了，做到了為中華民族之崛起而奮斗。

結語

2015年國家技術發明取得了巨大的成功，科學研究方法發揮了重要作用。他們不僅擁有扎實而廣博的理論基礎而且也敢于超越、腳踏實地。他們在經驗上創新，用堅持拼搏打敗失誤，日積月累，最終得到大的成就；懂得將個人夢想與“中國夢”進行結合，為“中國夢”的實現再添一把助力。正是因為他的科研基于上述的各種優良品質和科學的研究方法所以才能得以實現，而這個科研成果推動了中國構建完全自主的LED產業，也為整個世界LED產業的發展做出了貢獻。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.036