第229章 步步惊心（2）
成永兴从奉天回到春城不久，暑假就结束了。整个假期，他根本就没有在家呆几天，差不多都是在奉天度过的。
而他的老乡同学们，都耀武扬威的过足了瘾。
衣锦还乡，这个词的含义，被大家深刻的体会到了。
当然，这里面收获最大的，应该还是年纪最小的成永兴吧。随着口口相传，慢慢的，他的作用也被同学们和家长们所认知。
成永兴甚至在几位女同学的家长眼里，看到了不对劲的眼神。反而是她们的女儿，还是懵懂。
返校的时候，大家还是成群结队，共同出发。
这帮青年人，这次离乡和以往不同，他们普遍对未来充满了憧憬。年轻人正是自信心爆棚的年龄，再被家乡父老一顿吹捧，赶英超美，只在等闲！
大家的包裹里，这次普遍装的都是食物。他们即使有什么要洗的衣服，也是到成永兴那里去解决掉，没有人背脏衣服回来了。
所以，在回校的列车上，小桌子上摆满了吃的。大家一边坐车，一边吃零食。等到了学校，一点都不饿。
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回到了学校，成永兴要做的第一件事情，就是整理资料，然后准备申请专利。
在奉天，在科仪厂科研人员的全力配合下，他又迅速攻破了两个重要节点。
科仪厂作为半导体设备的定点厂，产品虽然并不是全系列，但总的来说，条件要比工大的实验室好很多。
另外，厂里的加工手段完备，一些小修小补小改，方便得很。
要不是因为开学，成永兴甚至觉得，在科仪厂做研究，项目的进展完全可以会更快一些。
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第三关，两步法工艺的改良。
这里，先谈一下蓝光LED的材料选择。
合适的蓝光LED材料有三类，一类是 SiC （碳化硅）材料，一类是 ZnSe（硒化锌）材料，另外一类是 GaN（氮化嫁）材料。
由于SiC从物理原理上，就限制了其发光效率不可能高，所以人们很自然地把注意力转向了ZnSe 基和 GaN 基材料。
GaN的合成十分困难，生长得到的材料具有很高的线缺陷(位错)密度，按照传统半导体物理的认识，GaN 这么高的位错密度不可能发强光。
因此，世界上研究蓝光LED的科学家中，选择ZnSe的超过了一万人，而选择GaN的不到10人。
为了解决GaN的合成问题，剩余的这十名科学家，分别开始了独自的尝试。
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赤崎教授，选择了晶体结构和GaN接近，但是晶格常数失配的蓝宝石作为衬底材料，进行GaN的异质外延(生长)。
由于晶格失配，GaN外延层和蓝宝石衬底之间存在失配应力，应力的释放会导致GaN内部产生大量缺陷。这样的材料无法应用于器件。
为了让事情更加容易理解一些，举个例子，这就好像两种热胀冷缩比例不同的材质，粘在一起。一旦温度发生变化，就会发生脱落。如果不脱落，则其中的一个，就会被撕裂。
但这个问题，在1985年，被赤崎教授的弟子，天野浩解决，这就是著名的两步法。
步骤是，在蓝宝石衬底上先生长一层AlN缓冲层，再将温度升高生长GaN。
由于缓冲层释放了 GaN 和蓝宝石之间的失配应力，这种“两步法”生长技术使得 GaN 的晶体质量显著改善，满足了器件制作的基本要求。
这个方法的发现，差不多历时前后5年，师生两个人接力，才算搞定。
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按理说，一般的科学研究工作者，进行某项研究的思路，都是踏着前人留下的足迹前进。尤其是没有达到终点之前。
因为改变前人，甚至推翻前人的工作，完全是得不偿失。
例如两步法的发现，就用时差不多四五年时间。换个人来研究，是不是也要准备个几年时间？
这怎么选择，不是一目了然嘛！
但大侠就是大侠，中村拿到这个论文后，不是继续往下研究，而是放飞自我。
他决定试试在缓冲层中采用GaN而非AlN的方法。
具体思路是在低温生长的非结晶状态的GaN膜之上，在高温条件下生长出GaN单晶膜。只要这个取得成功，就可以制出与在底板上直接生长单晶GaN膜相同的构造。
按照这个思路，中村进行了尝试。
结果嘛，一次成功！
这种方法的核心，是采用了低温 GaN 缓冲层(500 ℃左右)替代了AlN缓冲层。这一基于低温GaN缓冲层的“两步法”工艺，成为日后工业界生长GaN基LED的标准工艺。
当然了，做出这步改良的理由，也是异常奇怪。中村给出的解释居然是，别人用过的方法，我不用！
这种“二”的说话方式，成永兴也用过！
不就是强词夺理嘛！
谁不会啊！
你有种！
别人对的方法，你也别用！
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第四关，退火工艺。
LED从本质上说是一个二极管，二极管的核心结构是半导体 p-n 结。p-n 结是由 n 型半导体(内部含有大量自由电子)和 p 型半导体(内部含有大量带正电的自由载流子——空穴)组成的界面。
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