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喜迁莺·蓝光二极管

已有 2823 次阅读 2014-10-25 13:40 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦| 诺贝尔, LED, 蓝光, 氮化镓, 喜迁莺

微电子,会空穴,荧晔叹清绝。
高低能隙色泽约,独怅蔚蓝缺。

氮镓铟,薄膜造,正负载流跑道。
蓝光乍泄泣魁罡,从此昼无央。


  北京时间2014年10月7日下午5点45分,2014年诺贝尔物理学奖揭晓,日本及美国三位科学家Isamu Akasaki、Hiroshi Amano、Shuji Nakamura获奖。获奖理由是“发明了高效蓝光二极管,带来了明亮而节能的白色光源”。
  LED(Lighting Emitting Diode)就是发光二极管,我们天天用的电脑上面的各种指示灯就是LED。LED为什么会发光的原理是半导体材料里面的电子(负载流子)和空穴(正载流子)复合,产生了光子,光的波长(颜色)与材料的能隙有关。五彩缤纷的颜色世界是由红绿蓝三原色混合而成,红光和绿光LED早在1960年代就已经发明了,但蓝光的LED却迟迟不见,欲产生红绿蓝混合产生的白光仅仅是一个梦想。直至1993年,日本一公司的普通职员中村修二,总结了前人的经验教训,经过无数次的失败,终于将氮化镓做成了薄膜,并做成空穴型半导体材料,由于其能隙很高,一通电,蓝色耀眼的辉光改变了世界,从此缤纷的色彩将由非常节能的LED来描绘。

  蓝光二极管对人类的贡献是显而易见的:利用深紫外发光可以高效率地净化生活用水;光纤通信的传输效率得到提高;超长使用寿命和高电光转换效率的全固态白光光源将极大促进绿色能源进程。美国能源部(DOE)主持的一个关于全固态照明应用节能报告中指出,如果用半导体发光技术取代现有主要照明工具的话,将可以节省近660TWh,相当于让40个1000兆瓦的发电站停工。专家给中国算了一笔帐,如果照明全都改用LED节能灯,可以节约一千亿度电,长江三峡每年是800亿度,就是说我们能节约一个三峡还要多。爱迪生曾经说“我们将生产出最便宜的电力,让富人去买蜡烛!”半导体发光照明的最终实现,将来在昏黄的白炽灯下怀旧或会变成一种奢侈的享受,一场III-V族半导体引发的能源革命已经到来。



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