16.中村修二:LED,凝聚光的力量(2 / 3)

一天,他接到美國一個學會的邀請,請他去做演講。

在美國,中村第一次知道了美國人的半導體激光器壽命實際上還隻有秒級,這讓他一下子興奮起來,他的發光二極管壽命已經超過1000個小時,他並沒有輸!

帶著巨大的失望去到美國,回來時卻精神百倍。

他決定:“絕不輸給3M公司,要用GaN製造出半導體激光器!”要想製造半導體激光器,就等於要另起爐灶。公司反對是必然的。為了藍色發光二極管的研究,日亞已投入了數以億計的金額。終於等到了出頭之日,誰有耐心等他再做看不到頭的實驗?

既然如此,中村隻好改變策略。表麵滿口答應,其實全然不顧公司的想法,把自己關在實驗室裏一門心思開始雙異質結構研究。果然,新的生長實驗在兩三個月後即有了眉目。雙異質結構的GaN發光二極管終於試製成功了!雖然還很暗。

為什麼暗?原因中村很清楚。主要是發光波長為紫外線,將其變成眼睛可見的藍色光,隻需在發光層中添加雜質即可。這樣一來,所發光的波長從420nm躍升至450nm,人眼可見的亮度達到以前的4倍。之後,一切都順理成章。通過進一步調整膜的生成條件,逐漸提高結晶性。亮度在一天天地不斷增高。

終於,1993年10月,藍色發光二極管的亮度上升到最初的100倍,新的革命性的發明誕生了!

在孤獨中堅守了10年,中村修二終成正果。2006年,他榮獲千禧技術獎,要知道,這可是技術界的諾貝爾獎啊!

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LED:凝聚光的力量

亞運廣州,激烈的賽場外,最引人注目的也許就是珠江兩岸流光溢彩的LED燈飾了。高塔大廈外閃爍變幻的圖案和壯觀的LED電子牆,讓古老的城市驚豔登場,重現絕代風華。

LED的光芒照徹全城,它是夜廣州真正的主角。

LED的功用當然遠遠不止裝點浮華,營造幻夢。

凝聚著光的力量,它正在堅定而深刻地改變著我們的生活。作為人類高科技的典範,作為21世紀的綠色光源,它前途燦爛,它無處不在。

藏在燈裏的秘密

人類學會用火,也就學會了用火光照明;如果說愛迪生發明電燈是革命性突破的話,那麼LED的發明,就是另一次革命。中科院半導體研究所的陳雄斌博士說:“它是最理想的光源,不僅最絢麗,而且最具有效率、最節能。”

LED,英文全稱 Light Emitting Diode,中文學名“發光二極管”。它的革命性意義在於,它不靠熱量發光,而是靠半導體材料電子躍遷現象發光,因此能量使用效率極高,理論值可達90%。

與普通燈具稍作比較,就可以看出LED燈的不凡之處了。

發光效率的單位是“流明/瓦”,意思是,消耗一瓦的電功率能產生多少流明的光通量,這個值當然越大越好。白熾燈大約是10—20流明/瓦,日光燈一般在50—70流明/瓦,而LED燈呢,實驗值高達200流明/瓦,目前投入商用的也達到了130流明/瓦,發光效率特別高!

再看使用壽命,白熾燈一般可使用1000個小時,節能燈可用6000個小時,日光燈可用1萬個小時,而LED燈,可以達到2萬—10萬個小時!

在安全性上,LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,這是比高壓電源更加安全的電源,特別適用於公共場所。

從環保方麵說,它的環境友好性最強,日光燈含有汞的蒸汽,是有毒的,LED燈基本上不含有毒物質,對環境的損害最小。

這些優點,已經足夠使LED占據照明領域製高點了。

LED,不是沒有缺點,由於材料的限製,在技術上對發熱量控製還不夠完善,而且價格比較高。但是,隨著新材料的發現和工藝的進步,尤其是隨著市場化的推進,這些弱點正在逐一得到解決。LED照明產業與高端電子信息產業、電動汽車產業一道,已被列為廣東省重點發展的三大戰略性產業,而且,瞄準這一新興產業的省市很多,已經有專家為未來激烈的市場競爭憂心忡忡了。

可以想見,未來的夜晚,將徹底屬於LED。

照亮人類未來

LED,並不止是改變照明方式。

這個小小的半導體器件,毫不起眼。它的心髒就是一個半導體晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端是連接電源的正極,而整個晶片被環氧樹脂封裝起來。

不起眼正是它的又一大優點。

手機、電視機、電腦顯示器,越來越輕、越來越薄的趨勢,使得LED施展手段的空間越來越大。采用LED作為背光源的電視機,厚度可以薄到令人驚訝的地步,隻有兩三厘米。而如果直接用LED顯示光源,從理論上說,可以達到僅僅一個毫米的厚度!這意味著,將來的電視機,不僅可以貼到牆上,而且你搬家的話,可以隨時卷起來,夾在胳膊底下就帶走了。