Tiến sỹ Nakamura Shuji: từ kỹ sư vô danh tới giải Nobel vật lý

Giải Nobel Vật lý năm 2014 được trao cho ba nhà khoa học người Nhật Bản: Akasaki Isamu, Amano Hiroshi và Nakamura Shuji. Trong ba nhà khoa học kể trên, giáo sư Akasaki Isamu và giáo sư Amano Hiroshi có công trong việc nghiên cứu vật lý cơ sở việc tạo ra tinh thể GaN, còn tiến sĩ Nakamura Shuji lại có công lớn trong việc nghiên cứu và phát minh ra kỹ thuật giúp việc tạo ra tinh thể GaN đạt chất lượng cao đi đến sản xuất thực tế. Bài viết này sẽ tập trung vào cuộc sống, quá trình làm việc và nghiên cứu của tiến sĩ Nakamura Shuji trong việc phát triển đèn LED xanh, người hiện đang là giáo sư tại đại học California.

Việc phát triển đèn LED màu xanh vốn được cho là “không thể” trong thế kỷ 20 - do những vấn đề kỹ thuật còn tồn tại trong thời đại này, đã biến thành hiện thực vào năm 1995. Phát minh này nổi tiếng không chỉ vì vậy, nó còn nổi tiếng với quá trình nghiên cứu và phát triển của ba nhà khoa học Nhật Bản, và một vụ kiện “thế kỷ” - vụ kiện tụng 404 liên quan tới quyền sở hữu trí tuệ - một vấn đề mà vẫn còn là điều gây tranh cãi tại Nhật Bản - giữa nhà phát minh Nakamura Shuji và công ty trực thuộc Nichia Kagaku Kougyou (công ty công nghiệp hoá học Nhật Á).

Nguồn động lực của tôi là “Angry”

Tiến sĩ Nakamura Shuji sinh ngày 22.5.1954 tại tỉnh Ehime. Ông tốt nghiệp thạc sĩ tại đại học Tokushima năm 1979 và vào làm việc tại công ty công nghiệp hoá học Nhật Á cùng thời gian đó. Và cũng tại nơi này, đèn LED màu xanh đã được phát minh tạo nền tảng cho một loạt ngành sản xuất điện tử Nhật Bản.

Phát minh của tiến sĩ Nakamura gây ra ảnh hưởng lớn tới toàn bộ ngành điện tử Nhật Bản, nơi mà “những phát minh lớn” chỉ có thể do những công ty lớn về bán dẫn làm ra. Đương thời, các công ty điện tử Nhật Bản chú trọng tới việc nghiên cứu phát triển ZnSe (không tồn tại trong thiên nhiên, Bandgap tại 27 độ C là xấp xỉ 2.7 eV và có khả năng phát ra màu xanh), còn việc nghiên cứu phát triển đèn LED xanh sử dụng GaN được coi là “không khả thi” trong thế kỷ 20.

  Ba nhà khoa học đạt giải Nobel Vật Lý năm 2014, từ trái qua: Akasaki Isamu, Amano Hiroshi, Nakamura Shuji

Tại thời điển Nakamura Shuji còn làm việc tại công ty NichiA, một công ty vốn không hề có kỹ sư chuyên về bán dẫn và dự toán dành cho nghiên cứu cũng vô cùng eo hẹp, ông và nhân viên dưới quyền đã phải tự tay chế tạo toàn bộ những dụng cụ cần thiết cho việc nghiên cứu và phát triển. Trong công ty ông không tham gia bất kỳ hội nghị nào, cũng không nghe điện thoại và được những nhân viên khá gọi là “người dị thường” - Henjin. Tuy nhiên, trước thời điểm tạo ra đèn LED xanh có thể ứng dụng sản xuất lớn, ông đã thành công trong việc chế tạo đèn LED đỏ sử dụng GaP và có thể sản xuất lớn. Tuy nhiên, đèn LED đỏ vốn đã được các công ty ông lớn khác sản xuất và có chất lượng cao hơn nhờ nguồn vốn nghiên cứu lớn hơn, sản phẩm do ông sản xuất ra không bán được nhiều và trong công ty bộ phận sản xuất đèn LED đỏ của ông được gọi là “Những kẻ ăn cơm lãng phí” - “Muda Han Kui” - những kẻ được cho cơm ăn nhưng vô tích sự.

“Những cấp trên trong công ty mỗi khi nhìn thấy tôi đều hỏi “Mày vẫn chưa bỏ việc à”. Và mỗi lần như vậy tôi đều cảm thấy như run người lên”, tiến sĩ Nakamura hồi tưởng trong buổi họp báo sau khi nhận giải.

Vào năm 1987, hơn tám năm sau khi vào công ty, cơn giận dữ của ông như lên tới đỉnh điểm. Và với giác ngộ rằng mình có thể sẽ bị đuổi việc, ông đã tới thẳng văn phòng của chủ tịch công ty thời bấy giờ là Ogawa và đề xuất nguyện vọng mong muốn được đầu tư nghiên cứu phát triển đèn LED xanh - vốn được cho là không khả thi trong thế kỷ 20. Và chính ngài Ogawa, người duy nhất đánh giá Nakamura là kẻ “dị tài, dị năng” đã trả lời lập tức “Tao chấp nhận, làm đi”.

“Kinh phí để phát triển cần bao nhiêu?”

“Chừng 5 triệu dollar”

“Được rồi, mày làm đi!”

Với tỷ giá đồng yên còn cao giá đương thời, 5 triệu dollar Mỹ tương ứng với 800 triệu yên Nhật - một khoản tiền khổng lồ đối với một công ty cỡ nhỏ như NichiA. Nhờ đó mà tiền kinh phí để nghiên cứu và phát triển đèn LED xanh được công ty đầu tư và Nakamura Shuji có cơ hội đi du học Mỹ.

Tới tháng 9.1988, Nakamura được đi du học tại Mỹ chừng một năm tại ngành Công học của đại học California. Trong quá trình du học, ông nhận ra tầm quan trọng của tấm bằng tiến sĩ, và đã quyết chí lấy bằng tiến sĩ khoa học. “Đối với một người không có sự giúp đỡ của những tổ chức lớn như tôi thì chỉ còn cách là lấy bằng tiến sĩ”. Sau khi quay trở lại Nhật Bản, ông vừa làm việc vừa theo học tại đại học Tokushima và lấy bằng tiến sĩ vào năm 1994.

Tuy nhiên, người đã đồng ý giúp đỡ cho Nakamura, tấm chắn lớn nhất của ông và là người có cống hiến lớn trong việc giúp đèn LED xanh trở thành hiện thực đã mất vào tháng 3.1989 do bệnh tật và người kế nhiệm chức chủ tịch là con rể Eiji. Chủ tịch Eiji đã phán đoán rằng việc phát triển đèn LED xanh là vô khả thi và lệnh cho Nakamura ngừng việc nghiên cứu phát triển lại. Tuy nhiên, Nakamura đã phản phác lại rằng nếu bị buộc dừng lại sẽ bỏ việc ngay lập tức và ông vứt bỏ những bản kế hoạch thay đổi nghiên cứu của công ty vào sọt rác.

“Bằng sáng chế 404″

Cứ như vậy, Nakamura tiếp tục việc nghiên cứu bất chấp sự phản đổi kịch liệt từ phía công ty, và vào tháng 3.1992, kỹ thuật liên quan tới máy dùng để phát triển đèn LED xanh được phát minh, công ty NichiA là công ty đã đứng ra đăng ký quyền sáng chế với kỹ thuật này. “Bằng sáng chế 404″ - cũng chính là đối tượng tranh chấp chính sau này giữa tiến sĩ Nakamura và công ty NichiA. Dựa vào kỹ thuật này, vào tháng 11.1993, NichiA là công ty đầu tiên phát minh ra đèn LED màu xanh, tuy nhiên tiền thưởng dành cho Nakamura chỉ vỏn vẹn hai vạn yên, tức xấp xỉ bốn triệu đồng Việt Nam theo tỷ giá hiện tại.

Dựa vào phát minh của mình, Nakamura đã giành được nhiều giải thưởng ở Nhật Bản, tuy nhiên lại không thể tìm được chỗ đứng của mình trong công ty, do đã quay lưng lại yêu cầu huỷ kế hoạch phát triển đèn LED xanh của công ty. Sự mâu thuẫn giữa hai bên lên tới tận cùng và vào tháng 12.1999, ông đã bỏ việc tại NichiA.

Chủ tịch trường đại học California tại bang Santa Barbara, nơi mà Nakamura từng du học trước đây đã đánh giá rất cao phát minh của Nakamura “nghiên cứu của cậu xứng đáng với giải Nobel” và đã mời Nakamura làm giáo sư tại trường. Điều đáng chú ý là sau khi Nakamura bỏ việc, không một công ty Nhật Bản nào “chìa tay” ra mời Nakamura về với công ty mình.

Công ty NichiA sau khi Nakamura di trú sang Mỹ đã đánh đòn cảnh cáo với ông. NichiA đã đưa đơn kiện Nakamura do “đã tiết lộ bí mật công ty cho đối thủ”. Còn với Nakamura, sau khi những đồng nghiệp tại Mỹ được cho biết rằng mức tiền thưởng cho phát minh của mình chỉ là hai vạn yên, họ đã nói đùa và gọi ông là “nô lệ” của công ty, cộng với đơn kiện của NichiA, Nakamura đã tiến hành phản kích lại. Nakamura đã tiến hành kiện lại NichiA về quyền sở hữu “bằng sáng chế 404″ và “số tiền cần thiết để nhượng độ là 20 tỉ yên”.

Vào tháng 1.2004, toà án Tokyo đã đưa ra phán xét rằng kỹ thuật do Nakamura phát minh ra có giá trị tương đương 60,4 tỉ yên Nhật, và lệnh cho NichiA phải trả cho Nakamura 20 tỉ yên tiền phát minh. Tất nhiên, NichiA không phục và tiến hành kháng cáo. Tuy nhiên, toà án Tokyo đã khuyến khích hai bên hoà giải và sau khi quá mệt mỏi với quá trình kiện tụng, Nakamura đã tiến hành hoà giải với công ty NichiA với mức tiền hoà giải là 800 triệu yên Nhật.

Điều này cũng đã khiến Nakamura quyết định chuyển quốc tịch và định cư tại Mỹ như sau này hồi tưởng lại: “Nếu thắng lớn tôi đã dự định sẽ ở lại Nhật Bản, nhưng đã không phải vậy và quyết định đó là đúng đắn”.

Trong phiên toà này, tuy hai bên đi tới hoà giải nhưng sau này được coi là sự thắng lợi tác chiến của NichiA. Công ty NichiA đã quyết định coi “bằng sáng chế 404″ là vô giá trị và tiến hành từ bỏ quyền sở hữu với bằng sáng chế này. Và nhờ chiến thuật đó, quyền chuyển nhượng kỹ thuật vốn được yêu cầu trả 20 tỉ yên sau lần tài phán lần 1 đã giảm xuống rất nhiều trong lần tài phán thứ hai.

“Tôi hoàn toàn không thể lý giải được về số tiền hoà giải. Tuy nhiên tôi đã nghe theo lời khuyên của luật sư và chấp nhận khoản tiền này. Vấn đề liên quan tới bằng sáng chế khi còn tại chức và khoản tiền chuyển nhượng kỹ thuật đành phải nhờ những nhà kỹ thuật sau này, còn tôi đã quay lại với con đường nghiên cứu - thiên chức của mình”, ông Nakamura cho biết.

Còn về NichiA, “Toà án đã lý giải và hiểu rõ chủ trương của công ty chúng tôi. Rằng phát minh đèn LED xanh không phải chỉ do một người làm nên mà là quà tặng của sự công phu, nỗ lực của rất nhiều người, chúng tôi coi đây là một thành quả lớn của công ty”. Sau vụ kiện, công ty đã không nhượng quyền sở hữu cho Nakamura mà thả nổi nó tới giờ.

Và năm 2014, chính phát minh mà NichiA coi rằng “vô giá trị” đó đã đạt giải Nobel.