Синдзи Накамура

Синдзи Накамура (яп. 中村 修二, англ. Shuji Nakamura; род. 22 мая 1954, Иката, префектура Эхиме, Япония) — американский и японский физик, инженер-электронщик и изобретатель. Лауреат Нобелевской премии по физике (2014) за изобретение эффективных синих светодиодов, что позволило создать энергосберегающие источники белого света. Профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США). Известен также многолетним судебным спором с бывшим работодателем — компанией Nichia Corporation.

Биография

Ранние годы и образование

Синдзи Накамура родился 22 мая 1954 года в небольшом рыбацком городке Иката на острове Сикоку. Его отец был инженером-электриком на местном заводе, мать — домохозяйкой. В 1973 году поступил на факультет электронной инженерии Университета Токусима, который окончил в 1977 году со степенью бакалавра. В 1979 году там же получил степень магистра в области электротехники.

Работа в Nichia Corporation

После окончания магистратуры в 1979 году Накамура был принят на работу в компанию Nichia Corporation (Nichia Chemical Industries, Ltd.), расположенную в городе Анан (префектура Токусима). Компания специализировалась на производстве люминофоров для люминесцентных ламп и электронно-лучевых трубок. Накамура был назначен в отдел исследований и разработок.

В первые годы работы Накамура занимался совершенствованием процессов производства люминофоров. В середине 1980-х годов он убедил руководство компании разрешить ему заняться разработкой полупроводниковых светодиодов на основе нитрида галлия (GaN). В то время большинство исследователей в мире считали этот материал малоперспективным для практических применений из-за сложности получения качественных кристаллов и проблем с p-легированием.

Разработка синего светодиода

Работая в условиях ограниченных ресурсов и с минимальной поддержкой со стороны компании, Накамура самостоятельно создал экспериментальную установку для эпитаксиального роста кристаллов. В 1989 году он разработал метод низкотемпературного осаждения буферного слоя GaN, что позволило значительно улучшить качество выращиваемых плёнок. В 1991 году он впервые продемонстрировал p-n-переход на основе GaN, а в 1993 году — первый в мире коммерчески доступный яркий синий светодиод на основе двойной гетероструктуры InGaN/GaN.

В 1995 году Накамура создал синий лазерный диод на основе GaN, который впоследствии стал ключевым компонентом для технологии Blu-ray. В 1996 году он разработал белый светодиод, комбинируя синий светодиод с жёлтым люминофором (YAG:Ce).

Переезд в США и академическая карьера

В 1999 году Накамура принял предложение занять должность профессора в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре (UCSB). Причиной переезда стали как конфликт с руководством Nichia, так и желание работать в более свободной академической среде. В UCSB он основал исследовательскую группу по полупроводниковым материалам и продолжает заниматься разработкой светодиодов, лазеров и силовых электронных приборов на основе нитридов III группы.

В 2014 году Синдзи Накамура совместно с Исаму Акасаки и Хироси Амано был удостоен Нобелевской премии по физике «за изобретение эффективных синих светодиодов, которые позволили создать яркие и энергосберегающие источники белого света».

Судебный спор с Nichia Corporation

В 2001 году Накамура подал иск против Nichia Corporation, требуя компенсации за изобретения, которые он сделал, работая в компании. Согласно японскому законодательству, права на изобретения, созданные сотрудником в рамках трудовых обязанностей, принадлежат работодателю, однако работник имеет право на «разумное вознаграждение». Компания выплатила Накамуре 20 000 иен (около 160 долларов США) в качестве бонуса за изобретение синего светодиода.

В 2004 году суд Токио обязал Nichia выплатить Накамуре 20 миллиардов иен (около 190 миллионов долларов). Это решение стало самым крупным в истории Японии вознаграждением за служебное изобретение. Однако в 2005 году стороны заключили мировое соглашение, по которому Накамура получил 840 миллионов иен (около 8 миллионов долларов). Взамен он обязался отказаться от дальнейших претензий и передать компании все права на свои изобретения, сделанные в период работы в Nichia.

Научные достижения

Основные изобретения

• Синий светодиод на основе InGaN (1993) — первый коммерчески доступный яркий источник синего света. До этого синие светодиоды были либо слишком тусклыми, либо нестабильными.
• Белый светодиод (1996) — комбинация синего светодиода с жёлтым люминофором, ставшая стандартом для современного освещения.
• Синий лазерный диод (1995) — ключевой компонент для оптических дисков Blu-ray и проекционных устройств.
• Метод низкотемпературного осаждения буферного слоя GaN — позволил выращивать высококачественные эпитаксиальные плёнки на сапфировых подложках.

Вклад в науку

Накамура внёс фундаментальный вклад в физику полупроводников, в частности в понимание процессов роста и легирования нитридов III группы. Он разработал методы управления дефектами в кристаллах GaN и InGaN, что позволило достичь высокой эффективности излучательной рекомбинации. Его работы заложили основу для целой отрасли — оптоэлектроники на основе нитридов.

Награды и признание

• 2014 — Нобелевская премия по физике (совместно с Исаму Акасаки и Хироси Амано)
• 2006 — Премия тысячелетия в области технологий (Финляндия)
• 2003 — Премия королевы Елизаветы II в области инженерии (Великобритания)
• 2002 — Медаль Джона Бардина (IEEE)
• 2001 — Премия Асахи (Япония)
• 1998 — Премия Нисины (Япония)
• 1996 — Премия IEEE за выдающиеся достижения в области приборов

Член Национальной инженерной академии США (2003), иностранный член Японской академии наук (2015).

Критика и противоречия

В научном сообществе иногда отмечается, что Накамура, в отличие от Акасаки и Амано, не имел формального докторского образования на момент начала своих исследований (степень доктора инженерии он получил в 1994 году в Университете Токусима). Некоторые коллеги критиковали его за агрессивный стиль ведения судебных процессов против Nichia, хотя большинство признаёт его заслуги в доведении технологии синих светодиодов до промышленного производства.

Сам Накамура неоднократно высказывал критику в адрес японской корпоративной культуры, которая, по его мнению, подавляет индивидуальную инициативу и несправедливо распределяет вознаграждение за изобретения.

Личная жизнь

Синдзи Накамура женат, имеет троих детей. Живёт в США, в городе Санта-Барбара (Калифорния). В свободное время увлекается рыбалкой и фотографией. Гражданство США получил в 2000 году, сохранив японское.

См. также

• Светодиод
• Нитрид галлия
• Исаму Акасаки
• Хироси Амано

Источники

• Nakamura, S. (1998). The Blue Laser Diode: The Complete Story. Springer.
• Nobel Foundation. (2014). The Nobel Prize in Physics 2014: Press Release.
• Johnstone, B. (2007). Brilliant!: Shuji Nakamura and the Revolution in Lighting Technology. Prometheus Books.
• Судзуки, Т. (2005). Дело Накамуры: изобретатель против корпорации. Nikkei Business.
• Официальный сайт Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB).