第一章　材料近代研究方法導(dǎo)論

材料近代研究方法

（碩士生學(xué)位課）材料科學(xué)與工程學(xué)系材料與化學(xué)工程學(xué)院錢國棟辦公室：曹光彪大樓429房間電話：87952334E-mail：gdqian@課程主要內(nèi)容第一章材料近代研究方法導(dǎo)論

第二章材料近代研究方法的物理基礎(chǔ)

第三章電子探針分析方法

第四章俄歇電子能譜

第五章光電子能譜第一章材料近代研究方法導(dǎo)論本章主要內(nèi)容提要第一節(jié)材料科學(xué)發(fā)展的主要走向和面臨的挑戰(zhàn)

一、新材料發(fā)展主要走向

以信息材料為例二、傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題

以建材工業(yè)為例第二節(jié)材料研究與研究方法

一、材料研究的基本問題二、研究內(nèi)容三、材料研究的實驗方法

第三節(jié)材料研究課題的選擇與確定參考文獻(xiàn)（1）王廣厚，粒子同固體相互作用物理學(xué)（上冊，第一章），科學(xué)出版社，1998（2）馬如璋等，材料物理現(xiàn)代研究方法（第一章），冶金工業(yè)出版社，1997（3）肖紀(jì)美，材料學(xué)方法論的應(yīng)用（第一、第二章），冶金工業(yè)出版社，2000（4）唐小真等，材料化學(xué)導(dǎo)論（第一章），高等教育出版社，1997（5）游效曾，結(jié)構(gòu)分析導(dǎo)論（第一章），科學(xué)出版社，1980（6）陳夢謫，金屬物理研究方法（第二分冊），冶金工業(yè)出版社，1982（7）徐萃章，電子探針分析原理（第三章），科學(xué)出版社，1990（8）王世中等，現(xiàn)代材料研究方法，北京航空航天大學(xué)出版社，1991（9）華中一等，表面分析（第一章），復(fù)旦大學(xué)出版社，1989（10）郭奕玲等，著名物理實驗及其在物理學(xué)發(fā)展中的作用，山東教育出版社，1985（11）S.NakamuraandG.Fasol,TheBlueLaserDiode:GaNBasedLightEmittersandLasers,Springer,1997材料是科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，人類文明和國民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。反之，科技和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展，又為材料科學(xué)提出并引導(dǎo)了新的要求和發(fā)展趨勢在高技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，材料科學(xué)和材料產(chǎn)業(yè)面臨很大的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在兩個方面：1、研究開發(fā)能滿足高技術(shù)日益苛刻要求和綜合技術(shù)性能優(yōu)良的高品質(zhì)新材料目標(biāo)：能在極端條件下服役的材料，超高溫、高壓、真空、超低溫（液He、液H2）；超高加速度和失重狀態(tài)；超大溫度急變、超大容量；光、電、磁、射線、溫度場的超高敏感材料等。亟需解決材料的設(shè)計、性能預(yù)測、制備技術(shù)、性能的分析表征及產(chǎn)業(yè)化問題第一節(jié)材料科學(xué)發(fā)展的主要走向和面臨的挑戰(zhàn)

2、傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)改造目標(biāo)：是要解決材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題，要綜合處理好人口、資源、環(huán)境等問題上述兩個問題是當(dāng)今高技術(shù)條件對材料提出的要求，也規(guī)定了材料科學(xué)發(fā)展的主要趨勢和應(yīng)面對的任務(wù)下面分別以信息材料和建材工業(yè)為例，來說明材料科學(xué)面臨的問題和主要發(fā)展趨勢一、新材料發(fā)展主要走向

以信息材料為例

信息技術(shù)面臨兩大課題：(1)海量信息流傳遞━━大容量、高密度(2)超快信息處理技術(shù)━━超快響應(yīng)與處理信息載體：電子（109Hz）

光電子（1012Hz）

光子（1014Hz），容量與傳輸速率呈數(shù)量級增加（標(biāo)準(zhǔn)電話話路所占頻帶寬度為4×103Hz；標(biāo)準(zhǔn)電視頻帶寬度為6×106Hz。若采用頻分復(fù)用系統(tǒng)，光子載體可同時傳輸500億路電話，或3300萬路電視）信息技術(shù)：電調(diào)制

光電（電光）調(diào)制

光光調(diào)制材料與器件：微電子材料與器件（Si、Ge，Si的開關(guān)速度為10-8s）

光電材料與器件（GaAs，開關(guān)速度為10-12s）

光子材料與器件（光纖與光波導(dǎo)、光開關(guān)與調(diào)制器、光存儲與顯示，LiNbO3、寬禁帶半導(dǎo)體、光子晶體等，響應(yīng)速度為10-14s

10-15s）材料與器件優(yōu)化：要實現(xiàn)快響應(yīng)，必須是電子過程（特別是非定域電子），而非離子過程有機(jī)材料：電子離域程度大（如具有大的共軛

鍵），因此具有快響應(yīng)、高非線性光學(xué)系數(shù)、高發(fā)光量子效率、高光電系數(shù)等光功能特性。但是，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)可重復(fù)性較低。無機(jī)材料：以離子鍵、離子/共價鍵為主，熱、光、化學(xué)穩(wěn)定性好，但光電功能或光功能性能較低。復(fù)合化是現(xiàn)代材料發(fā)展的一個趨勢通過不同結(jié)構(gòu)、功能、組成的復(fù)合━━功能互補、協(xié)同優(yōu)化，獲得新性能以滿足高技術(shù)對材料的綜合要求復(fù)合化的核心問題：界面問題，即界面的設(shè)計與控制。要考慮組成、鍵性、結(jié)構(gòu)與物性的匹配與相容，以及可能出現(xiàn)的物理與化學(xué)效應(yīng)（如p-n結(jié)、梯度效應(yīng)、隧道效應(yīng)），并因此而產(chǎn)生新性能要滿足高容量、高密度、多功能，還要實現(xiàn)高集成和低維化，達(dá)到材料與器件的一體化從1958年小規(guī)模集成電路

1965年中等規(guī)模集成電路（線寬10

m）

目前大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（線寬0.13

m），下一步是推出線寬

0.1

m的芯片（2005年，IBM、德國英飛凌、韓國三星和新加坡特許半導(dǎo)體公司聯(lián)合的團(tuán)隊以及美國德州儀器公司等廠商，都推出了65納米工藝制作的半導(dǎo)體集成電路樣品，我國臺灣省的臺積電也將在年底批量生產(chǎn)65納米器件。到2014年，半導(dǎo)體芯片加工技術(shù)將達(dá)到18英寸硅片、35納米線寬）

━━要求材料實現(xiàn)低維化及材料/器件的一體化

低維化的核心問題：材料制備科學(xué)技術(shù)的根本變革傳統(tǒng)方法：從大

小

大（物料

粉碎

成型、燒結(jié)）。易造成缺陷，無法實現(xiàn)精細(xì)加工與控制，無法獲得高性能材料，無法充分利用、發(fā)揮材料的本征功能，達(dá)不到有效利用資源低維化材料制備：從小

大（?。–VD、MOCVD－MolecularOrganicChemicalVapourDeposition、MBE）?？蛇M(jìn)行原子水平操作、構(gòu)筑和超精細(xì)加工－實現(xiàn)原子水平微細(xì)控制與加工，獲得從三維

零維的材料。材料從宏觀三維進(jìn)入介觀的納米尺寸，呈現(xiàn)出“小尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和量子效應(yīng)”，顯示出全新的物性材料低維化的核心是制備科學(xué)技術(shù)最終走向納米材料與納米技術(shù)階段，如目前的量子點、量子線器件以及單電子器件就是很好的例子納米材料是物質(zhì)的一種新的聚集態(tài)━━介觀狀態(tài)，將產(chǎn)生一個嶄新的納米科學(xué)與納米技術(shù)，如納米電子學(xué)、電機(jī)學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)，……信息功能材料發(fā)展的另一個趨勢是智能化（加工智能化與智能材料）顯然，在低維化制備與超精細(xì)加工中，要實現(xiàn)原子水平構(gòu)筑與加工控制，是無法用傳統(tǒng)人工或機(jī)電控制方法實現(xiàn)，這就要涉及到當(dāng)今正在研究發(fā)展的“材料的自組裝技術(shù)”和“智能加工系統(tǒng)”科學(xué)家預(yù)言，自組裝材料和納米機(jī)械將是微細(xì)而復(fù)雜的，其制造與傳統(tǒng)不同，它是“機(jī)器自己制造自己”。這種機(jī)器，需要人們進(jìn)行精心設(shè)計，但不需要人們“直接參與制造”，分子、原子、聚合體會根據(jù)人們精心設(shè)計的意圖，按自己內(nèi)部規(guī)律，向一個強有力的穩(wěn)定形式自裝配、自構(gòu)筑，最后形成所需的產(chǎn)品S.Kawata,etal,Nature,412(2001)697復(fù)合化

低維化

智能化是當(dāng)今材料科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的三大趨勢，它涉及物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、信息與控制、工程等多學(xué)科

材料產(chǎn)業(yè)，特別是傳統(tǒng)材料如建材、鋼鐵、有色金屬和工程塑料等，是國民經(jīng)濟(jì)一個龐大和極其重要的支柱產(chǎn)業(yè)，支撐國民經(jīng)濟(jì)和人民生活正常運行，但又帶來巨大的資源與能源消耗、環(huán)境負(fù)荷和生態(tài)問題，直接影響人類生活質(zhì)量，更使材料自身的可持續(xù)發(fā)展受到威脅建材行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

能源與資源消耗高

2004年，我國年產(chǎn)約9.3億噸水泥、3.0億重量箱平板玻璃、7000億塊紅磚（秦磚漢瓦）、30億平米建筑陶瓷，占世界之冠付出的代價是，每年消耗45

50億噸礦產(chǎn)資源、毀田(以挖3米深計)120萬畝建材工業(yè)2005年消耗能源折標(biāo)準(zhǔn)煤約2.4億噸，占全國能源消費總量的六分之一左右，且逐年增加。建材工業(yè)是靠增加能源消耗來支撐的二、傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題

以建材工業(yè)為例

環(huán)境污染大

建材產(chǎn)品生產(chǎn)約85%以煤為燃料，一般不進(jìn)行煙氣脫硫處理，排放的CO2、NOX、SO2及粉塵為主要污染物。其中CO2排放量占全國工業(yè)總排放量15%以上、粉塵排放量達(dá)1300萬噸以上（主要是水泥生產(chǎn)過程的粉塵），約占全國粉塵污染量的三分之一左右━━我國生產(chǎn)1噸水泥要排放1噸CO2，0．74公斤SO2，130公斤粉塵

產(chǎn)品技術(shù)含量低

數(shù)量眾多的企業(yè)設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，產(chǎn)品技術(shù)含量普遍偏低，高技術(shù)含量的深加工產(chǎn)品所占比例不大。如建材年出口額已超20億美元，但主要是初級建材產(chǎn)品和非金屬礦原礦與初加工產(chǎn)品，國內(nèi)市場需求的高檔裝飾材料、先進(jìn)的建材生產(chǎn)裝備、技術(shù)含量高的非金屬礦深加工產(chǎn)品卻仍主要依賴進(jìn)口全球預(yù)測資源日趨枯竭━━2070年金屬資源面臨枯竭能源日趨短缺━━本世紀(jì)中葉，石油、天然氣等不可再生能源面臨枯竭環(huán)境日趨惡化━━年排放CO2為200億噸，引起溫室效應(yīng)，至2090年平均氣溫上升3oC，海平面上升60cm，大部分沿海發(fā)達(dá)地區(qū)面臨淹沒人口日趨膨脹━━2050年達(dá)100億，帶來耕地、糧食、水資源的短缺土地日趨減少━━土地非農(nóng)業(yè)占用、土地沙漠化照此，可持續(xù)發(fā)展就不可能。而且，社會對傳統(tǒng)材料的需求還在日益增大，預(yù)計，今后我國水泥年需求可能增大到近10億噸傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的出路在于對傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行高技術(shù)改造，發(fā)展新材料主要從以下方面著手：大幅度提高材料性能/質(zhì)量比（高性能、輕質(zhì)）━━新材料設(shè)計與開發(fā)

?大量利用工業(yè)廢渣代替部分或全部天然資源墻體材料

?進(jìn)一步發(fā)展用壓蒸法制造墻體材料，少用或不用水泥

?進(jìn)一步發(fā)展用水泥以外的其它膠凝材料制造墻體材料

?用無石棉纖維水泥板替代石棉水泥板

?用某些農(nóng)業(yè)廢棄物代替木質(zhì)纖維制造人造板

?大力推廣與發(fā)展復(fù)合墻體與復(fù)合墻板節(jié)能降耗━━節(jié)能降耗技術(shù)開發(fā)和推廣大幅度降低環(huán)境負(fù)荷：潔凈燃燒、潔凈生產(chǎn)、材料易降解、可分離━━環(huán)保技術(shù)裝備開發(fā)和推廣綠色墻體材料第二節(jié)材料研究與研究方法

無論新材料研發(fā)還是傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)改造，都必須解決材料設(shè)計、制備與優(yōu)化控制（如獲得高新性能、降低環(huán)境負(fù)荷）以及產(chǎn)業(yè)化工程問題，必須追求高性能以及高性能與效益的協(xié)調(diào)材料研究既涉及基礎(chǔ)科學(xué)問題，又有工程技術(shù)問題

材料研究的基本問題可概括成以下四個方面：

計算材料學(xué)與材料設(shè)計?

材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的預(yù)測與模擬研究

?設(shè)計、研究合理的成分系統(tǒng)，選擇、確定合適的原料形態(tài)（固、液、氣等），以滿足獲得預(yù)期組成、結(jié)構(gòu)、性能和指定形態(tài)（聚集態(tài)，零、一、二、三維）材料所需的內(nèi)在條件

?揭示材料性能的微觀起因、可能性和依據(jù)。理論基礎(chǔ)：凝聚態(tài)物理、量子化學(xué)、固體化學(xué)和材料工程學(xué)一、材料研究的基本問題

研究探明材料合成的機(jī)制、條件和控制規(guī)律－解決可行性和方法問題著重研究從配合料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兄付ǔ煞?、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性能的材料與制品的技術(shù)方法、途徑和工藝原理，以確定最適宜工藝方法和條件理論基礎(chǔ)：物理化學(xué)、化工過程、近代物理技術(shù)等解決材料產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的工程技術(shù)問題研究建立和維持最適宜工藝方法和條件的系統(tǒng)與裝備理論基礎(chǔ)：化學(xué)工程、材料學(xué)、三傳（動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞）理論、現(xiàn)代物理技術(shù)、信息與工業(yè)控制理論

研究、探明環(huán)境（外場）對材料的作用（作用條件、機(jī)理和規(guī)律）確定和解決材料保護(hù)、壽命預(yù)測、材料改性及深加工開發(fā)利用理論基礎(chǔ)：表面化學(xué)、表面物理、材料科學(xué)及現(xiàn)代物理技術(shù)二、研究內(nèi)容

從材料學(xué)角度，無論是無機(jī)、金屬、有機(jī)、復(fù)合材料，無論是晶體、非晶、粉體、納米晶，無論是從材料設(shè)計、計算、合成、性能開發(fā)、工藝優(yōu)化與控制，都與材料的不同層次、成分、形貌、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等密切相關(guān)，都可以通過獲得以下信息，并加以關(guān)聯(lián)、控制來實現(xiàn)

成分━━不同于傳統(tǒng)成分（整體平均成分）選區(qū)、微區(qū)成分

━━表面、晶界、粒界、雜質(zhì)、缺陷處分布━━沿選定區(qū)域分布、點分布、線分布、面分布非化學(xué)計量成分、固溶數(shù)量━━常量、微量、跡量、超純（<ppm或<ppb）

結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)━━決定材料本征性質(zhì)，如導(dǎo)體、絕緣體（電介質(zhì)）、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、快離子導(dǎo)體、鐵電、壓電、鐵磁、光電、磁光、聲光要揭示、確定：原子結(jié)構(gòu)、電子組態(tài)、化學(xué)鍵、分子基團(tuán)及其振動模式、能帶結(jié)構(gòu)、晶體對稱性晶體結(jié)構(gòu)━━結(jié)構(gòu)對稱、晶體缺陷、固溶結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)━━晶形、取向、晶粒尺寸、偏析、分相相組成━━晶相、非晶、氣孔、雜質(zhì)高分辨晶格象━━晶格象、格位表面結(jié)構(gòu)━━材料改性優(yōu)化與深加工以及低維化新材料設(shè)計研究的依據(jù)表面周期勢場中斷

表面極化

表面原子位移

配位改變

晶格畸變

非化學(xué)計量（成分缺陷）

能帶畸變（彎曲）

表面力場與活化

電子、質(zhì)量、能量傳遞性質(zhì)規(guī)律改變

材料改性決定和改進(jìn)優(yōu)化材料性能（力學(xué)、光、電、磁）的重要手段

狀態(tài)━━發(fā)現(xiàn)、探索和獲得新材料、新功能的重要手段聚集態(tài)━━晶體、單晶、多晶、非晶，液、氣、固（單晶硅、多晶硅、非晶硅，不同狀態(tài)有不同性能）配位態(tài)━━不同配位有不同性質(zhì)（不同晶場

配位不同

能級分裂

發(fā)光不同）價態(tài)━━不同價態(tài)有不同性質(zhì)（價態(tài)不同

組態(tài)不同

產(chǎn)生不同自旋性質(zhì)、不同化學(xué)性質(zhì)、不同磁性質(zhì)、光吸收不同、顏色不同）

外場作用━━材料改性、深加工、壽命預(yù)測、失效分析、可靠性研究依據(jù)外場：電、磁、熱、聲、光、力、化學(xué)、輻射等外場

改變成分、結(jié)構(gòu)

性質(zhì)改性如離子交換、注入，滲N2、C極化處理

壓電材料、非線性光學(xué)材料；玻璃、金屬的精密退火輻射

晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變、產(chǎn)生色心、引起折射率變化等等

工藝技術(shù)━━工藝方法原理與裝備為獲得指定組成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性質(zhì)，必須建立的技術(shù)條件和手段如MBE、MOCVD、CVD、Sol-Gel、LaserSputteringProcess、PlasmaSprayingProcess等裝備及其物理化學(xué)與控制盡管現(xiàn)代材料研究深度、廣度、難度愈來愈大，方法日新月異（已達(dá)數(shù)百種），功能裝置也日益復(fù)雜多樣化。但是，它們都可轉(zhuǎn)化為對材料不同層次的成分、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、外場誘導(dǎo)等的研究近代材料研究方法和實驗手段的共性：材料研究涉及材料的不同層次，必須從相應(yīng)層次提取信息，加以檢測、分析、關(guān)聯(lián)、處理抓住這個共性和思路，就可以較為方便地了解和掌握近代材料研究方法及其應(yīng)用。材料研究的方法大都建立在現(xiàn)代化學(xué)理論和實驗物理學(xué)理論基礎(chǔ)上，即激發(fā)態(tài)過程

━━激發(fā)和馳豫過程（Excitation

Relaxation）所有近代物理方法的儀器構(gòu)成都包括下面部分

激發(fā)源外場、探束（聚焦、單色、準(zhǔn)直、穩(wěn)定可調(diào)）

信息接收與檢測系統(tǒng)提取

變換

放大

檢測不同信息

信息分析系統(tǒng)按波長、能量（速度）、質(zhì)量進(jìn)行甄別、分類

信息處理系統(tǒng)甄別后的信息進(jìn)行存儲、計數(shù)、關(guān)聯(lián)

信息提取（顯示）系統(tǒng)（數(shù)字－模擬、模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換和關(guān)聯(lián)）作圖、成像、顯示

輔助系統(tǒng)用來維持、建立實驗環(huán)境條件，如真空、加熱、冷卻、加壓、氣氛、表面處理等三、材料研究的實驗方法

如何選擇和確定材料研究的課題？

━━極其復(fù)雜、難度很大、富有挑戰(zhàn)性的問題━━

材料科學(xué)工作者必須面對并可決定命運的問題━━

決定于個人的專業(yè)背景、潛質(zhì)、性格與社會需求第三節(jié)材料研究課題的選擇與確定以藍(lán)光LED發(fā)明者中村修二（ShujiNakamura）的研究經(jīng)歷為例半導(dǎo)體技術(shù)繼引發(fā)微電子革命之后，又在孕育一場照明革命，其標(biāo)志是采用半導(dǎo)體LEDs為新光源的半導(dǎo)體燈，將逐步替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈半導(dǎo)體燈在同樣亮度下，其耗電僅為普通白熾燈的1/10，而壽命卻可延長100多倍（藍(lán)光LEDs壽命可達(dá)106小時，而傳統(tǒng)燈泡壽命小于103小時）半導(dǎo)體燈的制備有三種工藝：利用三基色LEDs混合成白光（成本高、色穩(wěn)定性差、工藝重復(fù)性差）藍(lán)光LEDs激發(fā)黃光熒光粉（存在出光各向異性的缺點━━Halo效應(yīng)）近紫光LEDs激發(fā)三基色熒光粉（目前最為理想）日本、美國、歐盟、韓國等相繼推出國家半導(dǎo)體照明計劃，投入巨資研發(fā)我國臺灣地區(qū)出臺了新世紀(jì)照明光源開發(fā)計劃，大力發(fā)展半導(dǎo)體LED產(chǎn)業(yè)美國能源部預(yù)測，到2010年前后美國將有55％的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈替代，每年節(jié)電額可達(dá)350億美元日本則提出，2006年就要用半導(dǎo)體燈大規(guī)模替代傳統(tǒng)的白熾燈我國在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域已初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制造、器件封裝到集成應(yīng)用比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。2003年6月國家科技部聯(lián)合其他部委啟動了“國家半導(dǎo)體照明工程”，在大連、上海、南昌、廈門建立了首批四個國家級產(chǎn)業(yè)化基地半導(dǎo)體燈離實際應(yīng)用的距離(2005年)：性能提高6~8倍，芯片成本下降100倍安裝在美國時代廣場的GaN藍(lán)光LED顯示屏半導(dǎo)體燈的提出和迅速發(fā)展是建立在日本學(xué)者中村修二所發(fā)明的III-V族氮化物材料的基礎(chǔ)上的

1979-1988

NichiaChemicalInd.,Ltd.（日亞化工）

DepartmentofR&D1988-1989UniversityofFlorida

VisitingResearchAssociate,ElectronicEngineering1989-1993

NichiaChemicalInd.,Ltd.

GroupHead,2ndSectionofDepartmentofR&D

1993-1999NichiaChemicalInd.,Ltd.

SeniorResearcher,DepartmentofR&D1999-PresentUniversityofCalifornia,SantaBarbara

Professor,MaterialsDepartmentProf.ShujiNakamura(1954-)1989年他開始研究用III-V族氮化物半導(dǎo)體做藍(lán)色LED芯片1993年到1995年期間他成功開發(fā)了第一個基于III-V族氮化物半導(dǎo)體的藍(lán)綠色LED芯片在1995年他同時成功開發(fā)了第一個基于III-V族氮化物半導(dǎo)體的紫色LDProf.Nakamura(Center)andhisgroupatUCSBEDUCATION1977BachelorofElectronicEngineering,UniversityofTokushima,Japan（日本德島大學(xué)）1979MasterofElectronicEngineering,UniversityofTokushima,Japan1994DoctorofEngineering,UniversityofTokushima,Japan1989年以后在III-V族氮化物半導(dǎo)體研究領(lǐng)域已發(fā)表了200多篇論文擁有100多項的發(fā)明專利1994~2001年期間先后獲得20多項榮譽稱號和獎勵NichiaChemicalInd.,Ltd.于1990年申請藍(lán)光LED發(fā)明專利，1993年運用該技術(shù)投入生產(chǎn)，實現(xiàn)商品化，并在1997年獲專利。藍(lán)光LED一經(jīng)投入市場，便為日亞化工帶來滾滾財源，