江崎玲于奈

日本物理家

江崎玲于奈( 日语 :江崎玲於奈,正确音译:Esaki Reona,亦常称作Esaki Leona)是一位 日本 物理学家。他因发现电子隧道效应,与 伊瓦尔·贾埃弗 和 布赖恩·约瑟夫森 共同分享了1973年的诺贝尔物理学奖。他以其发明的利用该现象的江崎 二极管 而闻名。

1925年3月12日,江崎玲于奈出生于 大阪 。1947年,江崎玲于奈从 东京大学 理学部毕业后进入神户工业公司(现 富士通株式会社 ),1956年转入东京通信工业公司(现 索尼 )。1960年开始在IBM中央研究所工作。1973年获得诺贝尔物理学奖,1974年被授予文化 勋章 。1992年受邀担任筑波大学校长,1998年就任 茨城县 科学振兴财团会长(兼任筑波国际会议中心主任),同年被授予 勋一等旭日大绶章 。2000年担任芝浦工业大学校长,2005年就任 横滨药科大学 校长。进入索尼后,他在半导体研究室担任主任研究员,致力于pn结 二极管 的研究。在研究过程中,他发现随着pn结宽度的减小, 电流 电压特性中会出现隧道效应和负 电阻 效应。这是在物理学领域首次证实固体中存在隧道效应。此外,这些现象还为开发新型电子元件隧道二极管(又称江崎二极管)奠定了基础。这些成就使他于1973年获得 诺贝尔物理学奖 ,1974年被授予文化 勋章 。1960年赴美进入IBM中央研究所后,他致力于固体物理学的基础研究,开发出分子束外延法,并成功应用于半导体超晶格结构的制备。自1992年回国后,他先后担任筑波大学校长、芝浦工业大学校长和 横滨药科大学 校长。应 小渊惠三 首相的邀请,他出任国家教育改革委员会主席,主持编纂了《变革教育的17条提案》。 自2006年起,江崎玲于奈担任横滨药科大学校长。自2015年 南部阳一郎 去世后,江崎成为在世最年长的日本诺贝尔奖得主。

人生经历

早年经历

1925年3月12日,江崎玲于奈出生于 大阪 , 后在京都长大,家靠近 京都大学 和 同志社大学 。他最初在同志社初中接触到了 基督教 和美国文化。从第三高等学校毕业后,他进入 东京大学 学习物理,并于1944年10月参加了 汤川秀树 关于核理论的课程。大学期间,他还经历了 东京大轰炸 。

职业生涯

1947年至1960年间,江崎先后加入了川西机械公司(现 富士通株式会社 十)和东京通信工业公司(现 索尼 )。当时,美国物理学家 约翰·巴丁 、 沃尔特·布拉顿 和威廉· 威廉·肖克利 发明了 晶体管 ,这激励江崎将研究领域从真空管转向了索尼公司的重掺杂锗和硅研究。一年后,他发现当锗的PN结宽度变薄时,其 电流 电压特性会受隧道效应主导,结果就是,随着电压升高,电流反而减小,呈现出负 电阻 现象。这一发现是物理学中固体隧道效应的首次实证,也标志着 电子学 中一种名为江崎 二极管 (或称隧道二极管)的新型电子元件的诞生。凭借这一突破性发明,他于1959年获得了 东京大学 的博士学位。1973年,江崎因其在1958年左右关于固体中电子隧道效应的研究而被授予 诺贝尔物理学奖 ,他成为第一位从国王 卡尔十六世·古斯塔夫 手中接过奖章的 诺贝尔奖 得主。

1960年,江崎于移居美国,并加入了IBM托马斯·J·沃森研究中心,于1967年成为IBM院士。他预测,通过在半导体 晶体 中人为引入一维周期性结构变化,将会形成半导体超晶格并诱发 导数 负阻效应。他独特的"分子束外延"薄膜 晶体生长 方法可以在超高真空环境下进行非常精确的调控。他关于半导体超晶格的第一篇论文于1970年发表。1972年,江崎在III-V族半导体中实现了他的超晶格概念,后来这一概念影响了金属、磁性材料等许多领域。他于1991年因"对隧道效应、半导体超晶格和量子阱的贡献与领导"荣获IEEE荣誉奖章,并于1998年因“创造并实现了人造超晶格 晶体 的概念,从而催生了具有实用价值的新材料”荣获 日本国际奖 。

晚年生活

江崎于1992年返回 日本 ,随后先后担任了筑波大学和芝浦工业大学的校长。自2006年起,他担任 横滨药科大学 校长。江崎还是纽约国际中心的" 卓越奖 "、文化勋章(1974年)以及 勋一等旭日大绶章 (1998年)的获得者。为表彰三位 诺贝尔奖 得主的贡献,2015年在筑波市吾妻二丁目中央公园竖立了 朝永振一郎 、江崎玲于奈和小林诚的铜像。自2015年 南部阳一郎 去世后,江崎成为在世最年长的日本诺贝尔奖得主。

家庭成员

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出版作品

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学术轶事

发现教材错误

江崎在 索尼 的前身东京通信工业公司制作半导体时注意到,如果材料锗中含有很多杂质,电流就会反向流动。他对中国助手测量到的极其微弱的异常电流感到奇怪,开始彻底调查原因。一开始,中国助手认为是自己的实验有误,所以才会测量到 教科书 里没有写的异常电流。但江崎觉得,教科书里的内容不一定全部正确,也许是教科书有误,所以他继续进行实验。最终,江崎发现了异常的负阻现象,即在某个临界点之前,电压增加的话,电流也会增加,但到了这个临界点之后,即使电压增加,电流也会减少。这种负阻现象,能够用于开关、振荡和放大领域,工业价值非常高。江崎在理论上证明这就是量子力学中的隧道效应,并成功制作出了江崎 二极管 (隧道二极管)。

首篇超晶格论文被拒

江崎在研究方面的主要成就包括江崎二极管和超晶格(superlattice)的相关开创性研究成果。然而,江崎先生却透露,首篇关于超晶格的论文却被最具权威的物理学专业杂志《物理评论》(Physical Review)退了回来,并未予以发表。他也指出,在现实中独创性研究并不一定在最初就能获得学界的正确评价。

研究成果

江崎玲于奈的研究工作范围广泛。其中以下两项成果堪称半导体物理领域的重大发现,为当代电子技术奠定了基石。这些开创性研究开辟了全新领域,对整个凝聚态物理学产生了深远影响。

半导体PN结隧道效应的发现

1950年代后期,江崎玲于奈在重掺杂PN结 二极管 中发现了一种奇特特性——电流随电压增大而减小的"负 电阻 现象",并证实该现象源于电子的量子力学隧道效应。 这一固体中隧道效应的实验发现,开创了称为"隧道谱学"的固体 电子学 新领域,并催生了"江崎二极管"的诞生。隧道谱学后来显著发展至金属和超导体的隧道现象研究。因其贡献,他与B·D·约瑟夫森博士、I·贾埃弗博士共同荣获1973年 诺贝尔物理学奖 。

半导体超晶格概念的提出与实现

1969年,江崎玲于奈预言:若在半导体 晶体 中人工构建一维周期性结构,将形成半导体超晶格并诱发 导数 负阻效应等独特现象。他开发了可在超高真空中精确调控的分子束外延薄膜 晶体生长技术 ,于1972年在III-V族半导体中成功实现人工超晶格,并观测到预言中的负阻特性。 他还发现了相邻 势阱 间的 共振 隧穿现象。这项人工超晶格构想后来拓展至半导体、金属与磁性材料等广阔领域,持续催生创新研究、发掘未知特性,最终转化为服务人类需求的实际应用。基于这些贡献,江崎玲于奈于1998年荣获 日本国际奖 。

获得荣誉

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荣誉身份

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相关事件

江崎的"五不"原则

在1994年的林道 诺贝尔奖 得主大会上,江崎提出了一系列"五不"原则,认为任何希望发挥创造力的人都应遵循。同年,卡尔·诺德林听取并记录了这些原则,次年发表于《 物理学报 》:

江崎玲于奈奖

江崎玲于奈奖(The Leo Esaki Award)设立于2019年,旨在表彰在IEEE电子器件学会的快速出版文献中发表的最佳论文,主要面向《IEEE电子器件学会期刊》。该奖项每年颁发一次,获奖者将被授予荣誉证书和2500美元奖金,并在国际电子器件大会上举行颁奖仪式。

参考资料

  1. Leo Esaki scientificlib 2025-10-16
  2. 江崎玲于奈 nobelpress 2025-10-16
  3. Leo ESAKI prabook 2025-10-16
  4. 【日本人与诺贝尔奖】江崎玲于奈、辗转于多家企业的诺奖得主 客观日本 2021-09-22
  5. About Dr. ESAKI Leo tsukuba 2025-10-16
  6. Leo Esaki SHMJ 2025-10-16
  7. Leo Esaki nndb 2025-10-16
  8. 挑战极限 豆瓣读书 2025-10-16
  9. 【日本人与诺贝尔奖】江崎玲于奈、辗转于多家企业的诺奖得主 客观日本 2025-10-16
  10. Leo Esaki Award IEEE 2025-10-16