16.中村修二:LED,凝聚光的力量(3 / 3)

向一位從事微電子學研究的專家請教,他隨口就報出了LED已經或將要在生活中的應用。

比如刹車燈。如果采用LED作為光源,響應速度會特別快,追尾事故就會降低,可增加行車安全性,現在很多車都已經配備了LED燈。

再比如光通信。現在我們對電器的控製方式五花八門,但是如果采用LED光學控製方式,會更加便捷,更加綠色環保。眾所周知,計算機是靠集成電路的開與關,傳輸靠“0”與“1”構成的海量數據信號;而LED半導體照明通信技術,也同樣可以在閃爍中發出脈衝,完成信息傳輸。與電磁信號相比,它沒有電磁汙染,對於飛機、醫院、工業控製等射頻敏感領域,這一優勢尤為可貴。

到過上海世博會航空館參觀的人都見識過神奇的一幕:飛機機艙座椅上方的閱讀燈照向小桌板上的筆記本電腦,電腦則“借光”實現了空中無線上網——將來,在飛機上和加油站內使用光通信手機,對安全將毫無影響。

我們還可以對各種信息化家電實施光學無線控製。世博會上“滬上·生態家”的案例展示了這樣的家居生活:主人利用手機或電腦上網,遠程喚醒家中的LED燈,向燈光下的多台家電下達指令,自動啟動微波爐、加熱飯菜。

這已經不是科幻,不是設想,而是實實在在的現實。

中國科學院半導體研究所段靖遠博士這樣信心滿滿地表示:“LED燈光,將照亮信息時代人類的未來。”

一個世紀的接力

上帝說要有光,於是立刻就有了光。

人類想要更美麗的光,於是有了LED,不過卻是一場接力賽,並用去漫長的一個世紀時間。

第一棒 英俄先驅

1907年,英國馬可尼實驗室的科學家亨利·羅德第一次做出推論:半導體PN結在一定的條件下可以發光。這個發現奠定了LED發明的物理學基礎。

20年後,俄國科學家奧列弗拉基洛謝夫製作了世界上第一顆LED。盡管他的論文在俄國、德國和英國的科學雜誌上發表,但並沒有引起注意。1942年,這位年僅39歲的天才科學家,在德軍圍困彼得格勒城時活活餓死。他的LED發明權也給了別人。

1961年,得州儀器公司的科學家鮑勃·布萊德和加裏·皮特曼發現,砷化镓在施加電子流時會釋放紅外光輻射。他們獲得了砷化镓紅外二極管的發明專利,並很快用於商業用途。如今,紅外LED仍被廣泛應用於傳感及光電設備中,比如家電所使用的各種遙控器。

第二棒 美國師徒

1962年,在LED曆史上具有劃時代意義。美國通用電氣公司34歲的研究人員尼克·何倫亞克,發明了可以發出紅色可見光的LED,他的名字也隨之紅了起來,被稱為“LED之父”。當時的LED隻能手工製造,每隻售價高達10美元。1963年,他離開通用電氣,回到母校美國伊利諾大學,擔任電機工程係教授,培養接班人去了。

1972年,何倫亞克的學生喬治·克勞福德不負眾望,發明了第一顆橙黃光的LED,亮度達到先前紅光LED的10倍,發光效率大大提高。他後來出任飛利浦公司技術總監。

第三棒 日本天才

到了上世紀70年代,LED已經出現了紅、橙、黃、綠等顏色,卻唯獨缺少藍色和白色光。這成了世界性的難題,隻有發明出藍光,LED才可能實現全彩色顯示。誰都看得出來,藍光LED的市場價值巨大。

但曆盡艱難,研究卻遲遲沒有進展。科學家們於是轉而將重點放在了提高LED的發光效率上麵,從上世紀70年代到80年代中期,10餘年間,LED發光效率從1流明/瓦提高到10流明/瓦。

1993年,日本日亞化工公司39歲的中村修二,終於發明了具有商業應用價值的藍光LED!這是振奮人心的消息。不久,人們在藍光LED的基礎上加入黃色熒光粉,得到白色光LED。而且,利用熒光粉技術,可以製造出任何顏色光的LED,例如紫色光和粉紅色光。

藍色和白色光LED的出現,拓寬了LED的應用領域,使全彩色顯示、LED照明等應用成為可能。中村修二後來任職美國加州大學教授,他與日亞化工在專利權問題上打官司賺了一大筆錢,算是名利雙收了。

第四棒 寄望中國

到本世紀之初,LED已經可以發出任何可見光譜顏色的光,發光效率已經接近200流明/瓦。LED技術一路高歌,發展迅猛,也許就在此時,一款更高性能的LED產品正在問世。LED的全球產業中心已經移到中國,但是核心技術全部在別人手裏。下一步突破性的成就,會不會在中國?

不管花落誰家,受益的必是整個人類。從1907年半導體PN結發光理論提出,到今天LED技術的無處不在,整整一個世紀的接力賽,無數的科學家和研究人員耗去的心血和投入的努力,值得後人尊敬和銘記。