让半导体灯照亮普通百姓家

——访国家自然科学奖二等奖获得者、浙江大学教授叶志镇

　　凭借着20年的潜心研究，52岁的叶志镇教授今天走上了北京人民大会堂的领奖台，从国家领导人手中捧回了国家自然科学奖二等奖奖章。

　　“获奖，是国家对我们多年来研究的肯定。”这位浙江大学硅材料国家重点实验室的主任，今天在电话里兴奋地说，“它的研究突破，让普通百姓将来有望用得起高效节能的半导体灯。”

　　他的获奖成果，是世界上首次发明的一种名叫氧化锌（ZnO）的新型发光材料。就像灯泡须有钨丝才能发光一样，有了氧化锌半导体灯才能发光。这正是他的获奖项目——“ZnO基材料生长、p型掺杂与室温电致发光研究”的主要内容。

　　被称为“一辈子只需要用一盏”的半导体照明灯，耗电量只有普通白炽灯的十分之一，寿命却是普通白炽灯的100倍，最长可达10万小时。正因为如此，这个新一代的照明工具成为全球的研究热点，而我国在4年前才启动了国家半导体照明工程。

　　但是，就在叶志镇1987年在浙江大学光学仪器系获得博士学位、成为我国光学仪器学科的第一位博士的当年，他便开始了在半导体材料领域的潜心研究。他说：“每一件新材料的出现，都会给人们的生活带来巨大的变革。”在研究中他发现，现有的半导体照明灯的发光材料（一种名叫氮化镓的化合物）的核心技术，一直掌握在西方发达国家手中，加上这种发光材料成本高昂，使得半导体灯只能在城市景观等市政工程中应用，而寻常百姓根本消费不起。

　　能不能找到一种更廉价、更高效的发光材料，进一步降低半导体灯的成本，让普通百姓也用得起？叶志镇将目光投向了自然界中大量存在的锌，这是一种成本很低的金属原料，也许能让它和氧气一起发生化学反应，制成新一代的发光材料氧化锌？很快，他开始了这方面的研究，成为国际上最早开展这一研究的科技人员之一。

　　要开发一种新的发光材料，难度可想而知，就连国际上许多同行也认为不可能。叶志镇带领他的团队，日复一日地辛勤工作，双休日常常和课题组一起围在实验室里激烈地讨论。夜深了，他的办公室里还是灯火通明……就这样研究探索了十多年，进展很缓慢，可他矢志不渝，锲而不舍。要知道，此刻国际上的相关研究也似乎搁浅了。

　　最艰难的时刻发生在2003年。叶志镇课题组研究发现，在氧化锌中掺入一种特定的物质，就能导电发光。叶志镇和课题组的成员一起，踌躇满志地把实验结果写成3篇论文。当他把论文投给国外学术刊物时，意想不到的是，论文受到了评委们的质疑，3篇论文全被退回。

　　“他们觉得我们的数据太奇怪了，说这种现象很难理解，结论就是不可能会有这样的现象，”叶志镇回忆昔日的遭遇，显得非常激动。当时，课题组的一位博士生甚至打了“退堂鼓”：“太难了，还是放弃吧。”

　　“科学本身就是充满挑战，更何况这是国际公认的难题，有点挫折是正常的。要是一帆风顺，怎么可能会有创新型成果？”身处逆境的叶志镇依然坦然，对前景充满信心。

　　于是，课题组人员重振旗鼓。经过两年的顽强攻关，转机出现了。2005年，他们提出了一种新理论，对前一次的实验结果进行了解释，这次，国外评委们很快就接受了他们的新理论。这年5月，研究成果刊登在国际权威杂志——美国 《应用物理通讯》上。而另外3篇投给材料领域国际一流杂志的论文，当天就被通知录用。

　　这一国际上半导体材料领域的重大突破，引起了国际同行的高度关注。作为主要发明人的叶志镇，先后被邀请参加11次国际学术会议并作学术报告。更让人欣喜的是，他们发明的这种新型发光材料，不但让中国人自己掌握了核心技术，而且生产成本只需现行发光材料的百分之一，发光效率更高。这就为半导体灯进入普通百姓家庭扫除了技术上的障碍。随之，这一技术成果一口气“拿”下了19项国家发明专利。

　　“如果不是瞄准国家战略的需求，不是瞄准百姓切身利益的课题，课题组就不可能得到国家的支持，研究也就无法坚持到今天。”回首20年的艰难历程，叶志镇感慨万千：“只有将新材料推向产业化，才能真正造福百姓。”如今，他们正在考虑如何与企业合作，尽快把这种技术产业化，早日让半导体灯点亮千家万户。

编辑：中国照明网 叶子