2015年国家技术发明奖一等奖获得者的科研方法

科学家概况

2016年1月8日，江风益教授及他带领的团队由于所研发的“硅衬底高光效Ga N基蓝色发光二极管”项目而获得2015年国家技术发明奖中唯一的一等奖。江风益，1984年毕业于吉林大学物理系，1989年中科院长春物理所硕士毕业，特别是硅衬底的创造性发展LED技术路线，在很短的时间内，实现工业化大规模生产，改变国外垄断局面，核心技术的LED照明在中国领导研究和行业的发展做出突出贡献。

科研方法透视

扎实的理论基础

江风益教授先就读于吉林大学物理系原子核物理专业，后考取硕士后攻读的是中科院长春物理所固体发光专业。原子核物理专业为江风益教授打下了良好的物理学基础。之后，江风益教授又在传统的LED制造中开始了长达数年的研究，为其发明进行理论准备。不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。只有经过扎实的理论基础的积累，才能为实践打下坚实的基础。理论是重要的，因为没有革命的理论，就不会有革命的运动。所有的理论基础也只有回归到了实践的过程，它才会实现真正的价值。江风益教授正是深知这一点，所以他在科研之前就进行了大量的基本理论的积累，为实践奠定了扎实的基础。

强调实践

实践决定认识的来源、动力、目的、检验真理性的唯一标准。认识有可重复性，追求真理是一个永无止境的过程，需要我们与时俱进，开拓创新，在实践中检验和发展真理因而进行科研我们必须要通过实践去进行验证，否则我们只是“纸上谈兵”。科学探索是无止境的，1907年，Henry Joseph Round在碳化硅首次观察到电致发光现象。1936年，George对硫化锌粉末发光发表了一份报告。20世纪的50年代，英国科学家发明了第一台现代意义的LED。60年代末，砷化镓衬底上使用磷化发明了第一台可见红光LED。70年代中期，磷化镓作为光源，可发出黄色光。80年代早期使用砷化镓磷化铝使第一代高亮度LED诞生。第一次历史性的蓝色LED出现在90年代早期。后来超级氮化镓LED亮度，创建能产生高强度的铟镓氮绿色和蓝色发光二极管。今天在LED市场上可以看到产生新颖的颜色，如亮绿色和粉红色。硅衬底Led正是在之前无数次的实践——认识——实践的基础上产生的，江风益教授正是在其发展中认识到了它的发展趋势并自己投身于科研的实践中。

坚持与拼搏

发展是新事物的产生和旧事物的灭亡。新事物在初期发展的过程中总会遇到各种各样的障碍。但新事物有强大的生命力，拥有旧事物不具备的优点。在科研的道路上，江风益教授和他的团队也的确遇到了很多困难。靠着学校60万元贷款，江教授开始了他的科研开发之路。但是他并没有因此而受限，而是敢于实践，利用所学所知将其付诸行动，动手研究、设计、组装。

发展的方向是上升的、前进的，但发展的道路是曲折的。解决了资金和设备的问题，江教授在硅衬底LED的实际研发中又再一次面临着前所未有的艰难险阻。事物发展的状态分为量变和质变；量变是事物发展的必要准备，只有在适度原则的基础上，事物才有可能从量变向质变方向转变。江风益教授领导的团队低估了项目的难度，认为做300次实验就可以完成。事实上，在300次的实验之后，研究工作尚未开始，钱已经花了90%。是继续研究，还是放弃？

在这样一个两难的处境之下，江风益教授心中燃起“必须一搏”熊熊烈火，激励着他必须放手一搏。2000年，经过1200次的实验中，蓝色LED外延材料和蓝色二极管终于成功开发，填补了国内空白。如若江风益教授在300次试验过后就此放弃，那么会有现在的硕果吗？古人云：一日一钱，千日千钱，绳锯木断，水滴石穿。只有通过一步一步的、点点滴滴的积累，量变才有可能变为质变，新事物才可能有所发展。

敢于超越的胆略、确立创新意识

物质决定意识，意识对物质具有能动的反作用。江风益教授正是拥有敢于超越前人科学研究的强大精神动力才会支撑着他在硅衬底LED科研开发设计之路上越走越远，越走越坚定。“高效蓝色发光二极管”是由赤崎勇、天野浩和中村修二发明的，为此三人还获得了2014年诺贝尔物理学奖。三位科学家的杰出贡献在于，他们冲破了之前的技术。如何打破之前日本3位科学家建立的科学丰碑呢？这个问题一直苦苦困扰着江风益教授，他在苦苦思索之后，发现利用硅作衬底似乎可以做到价格适宜与功能齐全的同时满足。然而由于硅和Ga N巨大的晶格失配和热失配导致的外延膜龟裂、晶体质量差，以及衬底不透明导致的出光效率低等问题长期未能解决，致使当时业界普遍认为，在硅上制备高光效Ga N基LED是不可能的。 但江教授却要把不可能变成可能，开创前人没有走过的道路。

这样看起来似乎有点异想天开的观点是前人所没有的，但却是一种突破与创新，开拓一种新的局面。创新对于科研的作用也是至关重要的，在信息与技术迅猛发展的年代，只有不断地解放思想，与时俱进，用发散思维进行思考，才能取得新的硕果。

坚定的信仰个人理想和社会理想密切相关，社会理想是个人理想的凝练和升华。当江教授提出研发硅衬底LED时，不少质疑声不绝于耳。但江风益教授始终坚信着：这不仅是自己的梦想，更是中国梦的一部分。于是“不唯书、不唯上、不唯洋，只唯实”一股强烈的民族自尊感在他心中喷涌而出，他毅然决然地投入到硅衬底LED研究当中去。可以说他志比精金，心如磐石。

这让我不由得想起另一位科学家-钱学森。出国留学并在美国取得优异成绩的钱学森在新中国成立后积极要求回国参加建设，即使是困难重重，他也决不放弃。他为新中国在太空领域的科学技术的发展贡献出了自己的一份力量。江风益教授也是如此，拥有强烈的民族自尊感和爱国情怀，将个人理想与社会理想很好地结合在一起了，做到了为中华民族之崛起而奋斗。

结语

2015年国家技术发明取得了巨大的成功，科学研究方法发挥了重要作用。他们不仅拥有扎实而广博的理论基础而且也敢于超越、脚踏实地。他们在经验上创新，用坚持拼搏打败失误，日积月累，最终得到大的成就；懂得将个人梦想与“中国梦”进行结合，为“中国梦”的实现再添一把助力。正是因为他的科研基于上述的各种优良品质和科学的研究方法所以才能得以实现，而这个科研成果推动了中国构建完全自主的LED产业，也为整个世界LED产业的发展做出了贡献。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.036