2000年诺贝尔物理学、化学奖获得者访谈

Margaret Warner采访了加州大学的诺贝尔奖获得者赫伯特·克勒默和宾夕法尼亚大学的Alan MacDiarmid。

玛格丽特·沃纳:今天，分享诺贝尔物理和化学奖的六位科学家因其在消费者日常生活中的实际应用而获奖。加州大学圣巴巴拉分校的赫伯特·克勒默教授是三位分享物理学奖的人之一，他们改进了使计算器、CD播放器和手机成为可能的信息技术。宾夕法尼亚大学的艾伦·麦克迪尔米德教授是因发现塑料可以导电而分享化学奖的三人之一。这一发现为一系列产品带来了新的重大发展，包括电影、电视和电脑屏幕。

欢迎两位。恭喜你。Kroemer教授，你是如何听到这个消息的，你的第一反应是什么？

赫伯特·克罗默:嗯，这个消息是在凌晨2:30打来的，人们的第一反应是，究竟是谁在这个可怕的时间打电话来。但后来很清楚，这是从斯德哥尔摩打来的电话。我想我们都知道在这个特殊的日子里从斯德哥尔摩打来的电话意味着什么，因为我们当然知道这是诺贝尔物理学奖的日子。所以这非常令人兴奋。

玛格丽特·华纳:麦克迪尔米德教授，对你来说，东海岸的清晨并不算早。

艾伦·麦克迪尔米德:的确如此。

玛格丽特·华纳:你有什么反应？你惊讶吗？

艾伦·麦克迪尔米德:嗯，我从收音机里听到物理学奖已经颁发，化学奖将在晚些时候宣布，大约9:30，我接到犹他大学一位同事的电话。他开始说恭喜。我说，“这是一个骗局吗？”。他说，“我从网上找到的。”我说，“嗯，网络有时也有恶作剧。”但是后来我开始接到德国、法国和其他地方记者的电话。所以我想这可能是正确的。

玛格丽特·华纳:你知道这是真的。好吧。克罗默教授，试着，如果你能，或者请用通俗的语言，解释一下你的发现，并且……嗯，解释一下你获得荣誉的发现。

艾伦·麦克迪尔米德:嗯，是为了我们称之为异质结构领域的工作。异质结构是半导体结构，当然半导体是当今电子器件的基础。早在1957年，我就有了这样的想法:人们可以通过将不止一种、两种甚至更多的材料组合成一种普通的器件结构来制造出非常先进的器件，这种方式使得从一种材料到另一种材料的转变是一种非常完美的结构转变，在这种特殊情况下，界面本身实际上变成了器件的有源区，因为界面上有新的力作用于半导体中的电子，这当然使半导体工作。

玛格丽特·华纳:只是……对不起。我能不能……解释一下，当你说半导体时，你指的是像硅这样能发电、能导电的材料？

艾伦·麦克迪尔米德:是的，半导体是一种导电性比金属低得多的材料。这是一个重要的部分；电导率可以通过外部手段来控制。这使得利用这种控制机制生产放大器、计算机芯片和激光等发光设备成为可能。

MARGARET WARNER:那么，正如你所发现的，将这些结合在一起的实际用途是什么？

艾伦·麦克迪尔米德:是的。首先，例如，已经存在的设备类别获得了更好的性能。它们运行得更快。这是我从事这项工作的最初动机。但我很快意识到，这也将使没有异质结构就无法制造的器件成为可能，其中最主要的例子是半导体激光二极管，它变得非常非常重要。它在许多设备中发挥作用。而即使是没见过激光二极管的人，大概也见过普通的发光二极管，也是利用了这个原理。

玛格丽特·华纳:你是说甚至是你手机上的小窗口或者类似的东西？

艾伦·麦克迪尔米德:不，不是手机的窗口。使用不同的技术。但在手机中，通常会有一些特殊类型的晶体管利用这种异质结构技术，以提供手机技术所需的性能。基本上非常非常敏感的接收器？玛格丽特·华纳:我明白了。

艾伦·麦克迪尔米德:这使得接收非常微弱的信号成为可能。

玛格丽特·华纳:好的。麦克迪尔米德教授，给我们解释一下你的发现。

艾伦·麦克迪尔米德:嗯，我们的工作是一项高度类型的研究，涉及到我们自己，也就是白川和我本人在化学领域，我的同事艾伦·黑格在物理领域。这第一次涉及到由聚合物组成的塑料从绝缘体到金属的转变。当然，通常我们总是认为塑料是绝缘体。它们缠绕在电线上，以防止电力短路。我们发现，通过掺杂某些类型的聚合物，我们可以很容易地将聚合物从绝缘体转变为金属，但这种金属仍然具有传统塑料的物理特性，你可以弯曲它。它可以被处理。但它具有传统金属的电磁特性。因此它被称为合成金属或导电聚合物。

玛格丽特·华纳:你能解释一下……让这些聚合物能够导电的秘密是什么吗？

艾伦·麦克迪尔米德:非常好的问题。在常规聚合物中，电子非常非常紧密地束缚在聚合物骨架上，因此当你在聚合物的两个部分之间施加电压时，电子很难从一个电极移动到另一个电极。因此这种聚合物被称为电绝缘体。然而，当你称之为掺杂时，例如，用非常少量的碘，比如说碘酒，来处理聚合物，我们都倾向于在浴室的药箱里有碘酒，碘会从聚合物中带走一些电子，剩下的电子会有更大的移动自由。例如，如果有一百万人挤在一个城市广场上，那么一个人很难从广场的一边走到另一边。然而，如果你把一大群人从广场上移走，那么一个人就可以非常容易地从一边移动到另一边。

玛格丽特·沃纳:现在，你说你指出这些聚合物，这些塑料，当然，更灵活，更轻。给我们一些产品的想法，这可能会导致我们今天没有——或者今天还在襁褓中。

艾伦·麦克迪尔米德:对。很长一段时间以来，我们已经有专利和论文描述了这些poll masters在新型可充电塑料电池中使用聚合物储存电力。目前最令人兴奋的用途是用非常便宜的聚合物制造发光二极管，正如几分钟前的讨论中提到的，发光二极管需要在一块塑料上施加几伏电压，比如3到10伏，然后塑料会发出光和各种颜色的光，这取决于所用的塑料。这些现在正在生产中，特别是用于汽车的仪表板，所以你可以点亮仪表板的各种部件，而且它们很快就会出现在手机中。众所周知，当你晚上在车里时，很难看到手机，而如果你有一个全亮着的东西，那会非常非常有用。

MARGARET WARNER:kro emer教授，我会再联系你的。令我震惊的是，你们中的一个人赢得了物理和化学。你们都在和电打交道，你们都在和二极管打交道。我的意思是，这是否告诉了我一些关于科学发展的方式——这些学科也许不像以前那样不同了？

赫伯特·克罗默:物理和化学之间当然有很多共同点，尤其是在导电材料领域。你不能真的把这个分开。在我自己的工作中，物理比化学占主导地位。但即使在我的工作中，为了建造这些结构，我们也不得不利用化学知识，但与导电聚合物的化学知识完全不同。更多的是类似于硅的晶体结构的化学性质，以及硅以外的衍生物，比如钙-

玛格丽特·华纳:让我问你们最后一个问题。你打算用这笔钱做什么？我认为在20万到30万美元之间，这会改变你的生活吗，Kroemer教授？

赫伯特·克雷默:我会非常努力地不让任何事情改变我的生活，但是我真的还没有考虑过我会用这些钱做什么。这太出乎意料了。

玛格丽特·华纳:那么，麦克迪尔米德教授呢？

艾伦·麦克迪尔米德:今天有几个人问了我同样的问题，我直到不久前才知道实际涉及了多少。至少一个人可以吃更多牛肉而不是汉堡包，但我最关心的是至少能拿出一部分钱来帮助我所在的宾夕法尼亚大学的本科生和研究生的教学和研究。

玛格丽特·华纳:太棒了。再次祝贺你们俩。

艾伦·麦克迪尔米德:非常感谢。