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              為什么藍(lán)光LED獲得諾貝爾獎,而紅綠光LED卻沒有?

              2017/9/25 9:38:51 作者: 來源:CNLED網(wǎng)
              摘要:眾所周知,紅藍(lán)綠是三原色,紅色、綠色發(fā)光二極管早在上世紀(jì)中葉已經(jīng)問世,但要把發(fā)光二極管用于照明,必須發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管,因為有了紅、綠、藍(lán)三原色后,才能產(chǎn)生照亮世界的白色光源。藍(lán)光LED研究有多難?

                眾所周知,紅藍(lán)綠是三原色,紅色、綠色發(fā)光二極管早在上世紀(jì)中葉已經(jīng)問世,但要把發(fā)光二極管用于照明,必須發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管,因為有了紅、綠、藍(lán)三原色后,才能產(chǎn)生照亮世界的白色光源。

                藍(lán)光LED研究有多難?

                藍(lán)光LED的制備技術(shù)曾困擾了人類30多年。在20世紀(jì)70年代末期的時候,LED已經(jīng)出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色,并被用于機(jī)器儀器的顯示光源,但依然沒有藍(lán)光LED。

                藍(lán)光LED的市場價值巨大,是當(dāng)時世界性的攻關(guān)難題,從事藍(lán)光二極管的研究的學(xué)者當(dāng)時也很多,但都因為無法在材料和器件制造工藝等一系列的技術(shù)問題上取得突破,不得不選擇放棄。世界上很多大公司和著名大學(xué)科研機(jī)構(gòu)也都在為半導(dǎo)體藍(lán)光光源薄膜材料的制備工藝頭痛不已,發(fā)明藍(lán)光LED在當(dāng)時被認(rèn)為幾乎是不可能的。

                藍(lán)光LED在長達(dá)數(shù)十年的時間里未能面世,也被斷言“難以在20世紀(jì)實現(xiàn)”。

                1973年,在松下電器公司東京研究所的赤崎勇開始了藍(lán)光LED的研究,向難倒了全球研究者的氮化鎵結(jié)晶制作發(fā)起了挑戰(zhàn)。

                后來,赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大學(xué)合作進(jìn)行了藍(lán)光LED的基礎(chǔ)性研發(fā),經(jīng)過反復(fù)實驗,他們成功制成了氮化鎵結(jié)晶,并于1989年在全球首次實現(xiàn)了藍(lán)色LED。

                如果說赤崎和天野讓氮化物的研究有了希望,那么中村就是這個領(lǐng)域的獨行俠和集大成者。

                1993年,在日本日亞化學(xué)工業(yè)公司(Nichia)當(dāng)技術(shù)員的中村修二經(jīng)過幾百次的實驗,在短短四年時間克服了兩個重大材料制備工藝難題(一個是高質(zhì)量氮化鎵薄膜的生長,另一個是氮化鎵空穴導(dǎo)電的調(diào)控),獨立研發(fā)出了大量生產(chǎn)氮化鎵晶體的技術(shù),并成功制成了高亮度藍(lán)色LED。

                不久之后,人們在藍(lán)光LED的基礎(chǔ)上加入黃色熒光粉,就得到了白色光LED,利用這種熒光粉技術(shù)可以制造出任何顏色光的LED(如紫色光和粉紅色光)。藍(lán)光和白光LED的出現(xiàn)拓寬了LED的應(yīng)用領(lǐng)域,使全彩色LED顯示、LED照明等應(yīng)用成為可能。

                由中村修二發(fā)明的氮化鎵發(fā)光二極管對人類的貢獻(xiàn)顯而易見,藍(lán)光二極管的產(chǎn)生,三元發(fā)光色才完備,才能使白光顯像成為可能,藍(lán)色LED的發(fā)明徹底革新了光源技術(shù)。

                藍(lán)色LED的出現(xiàn)使節(jié)電的高亮度照明器材成為可能,極大改變了人們的生活。采用藍(lán)光LED技術(shù)的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了全世界的千家萬戶,它既存在于廣場大屏幕LED,也存在于你的相機(jī)、平板電腦、手機(jī)、電視機(jī)和電腦監(jiān)視設(shè)備里。

                它為你照明,在全世界各地的辦公室和家庭,白色燈光照亮了屋子,而它們所耗費的能源則要比白熾燈和日關(guān)燈小得多。

                另外,藍(lán)光LED出現(xiàn)后,可以通過磷激發(fā)出紅光和綠光,從而混合產(chǎn)生白光和其他各種顏色的光?;蛘吲c原有的紅光LED和綠光LED一起產(chǎn)生白光和其他各種顏色的光。藍(lán)光LED也有另外的應(yīng)用,比如,藍(lán)光光盤,從藍(lán)光LED發(fā)展出的紫外LED也可以高效凈化生活用水;光纖通信的傳輸效率得到提高;超長使用壽命和高電光轉(zhuǎn)換效率的全固態(tài)白光光源將極大促進(jìn)綠色能源開發(fā)進(jìn)程。

                “藍(lán)光LED雖然聽上去并不是那么玄乎或者高大上,但卻是可以對人類社會產(chǎn)生很大影響的成果?!鄙虾=煌ù髮W(xué)物理系教授季向東表示。

                正如在頒獎詞中,諾貝爾獎委員會寫道:

                白熾燈照亮20世紀(jì),而LED燈將照亮21世紀(jì)。

                文字摘自中華網(wǎng)


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