藍(lán)光LED為什么能獲諾獎？

夜未央魚

今年的諾貝爾物理獎由三位日本科學(xué)家共同獲得，他們的研究對象是藍(lán)色LED燈，或者叫發(fā)光二極管。


　　 藍(lán)色有什么特別之處能夠讓三位科學(xué)家拿到諾獎？因?yàn)槿绻獎?chuàng)造白光LED，藍(lán)色是最后一種必要光源，也是最最難以實(shí)現(xiàn)的一種光色。一旦有了白色LED燈，廠商就能用其制造出智能手機(jī)和電腦屏幕，LED燈泡也比之前任何一種燈泡更節(jié)能使用時(shí)間更長。


　　LED可以看做是激活狀態(tài)下可以發(fā)光的半導(dǎo)體。不同的化學(xué)成分讓LED原件發(fā)出不同顏色的光。50年代和60年代的工程師們創(chuàng)造出了第一批LED。早期的版本中，有一種是只有浸入液氮浴中才能工作的激光發(fā)射裝置。當(dāng)時(shí)的科學(xué)家開發(fā)出了從紅外線發(fā)射裝置到綠光發(fā)射器的所有LED，但就是造不出藍(lán)光LED。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室還無法制成藍(lán)光LED所需要的晶體。


　　任何一個(gè)現(xiàn)代白光LED燈泡都可以將50%以上的電能轉(zhuǎn)化為光能，而傳統(tǒng)白熾燈泡的轉(zhuǎn)化效率只有4%。除了省錢省電以外，在沒有電力供應(yīng)只能依靠太陽能電池板供電的地區(qū)，白光LED燈泡非常具有吸引力，因?yàn)檫@意味著相同的電量，白光LED持續(xù)的時(shí)間更久，這樣晚上孩子也能寫作業(yè)，天黑以后小生意也能繼續(xù)經(jīng)營。


　　LED燈泡的工作時(shí)間可以長達(dá)十萬小時(shí)，節(jié)能燈泡的工作時(shí)間只有一萬小時(shí)，白熾燈泡更短——一千小時(shí)。


　　人們可以很簡單地用藍(lán)光LED單元制成白光LED燈泡，工程師用藍(lán)光LED激活燈泡中的某種化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)就能將藍(lán)光轉(zhuǎn)化為白光。


　　三名獲獎?wù)咧械某嗥橛潞吞煲昂曝?fù)責(zé)研究的是如何制造高質(zhì)量氮化鎵——這是一種在藍(lán)光LED的許多層中都具有的化學(xué)物質(zhì)。之前的紅光和綠光LED使用的是容易制造的磷化鎵。兩人合作發(fā)現(xiàn)了通過向氮化鎵半導(dǎo)體中加入化學(xué)物質(zhì)提高發(fā)光效率的辦法，制作出了帶有多層氮化鎵合金的結(jié)構(gòu)。


　　第三名獲獎?wù)咧写逍薅?fù)責(zé)研究的也是高質(zhì)量氮化鎵。他也靠自己的努力制成了氮化鎵合金結(jié)構(gòu)。


　　中村修二和赤崎勇的團(tuán)隊(duì)都將繼續(xù)他們的研究，目的是研制出效率更高的藍(lán)色LED。中村修二目前在加州大學(xué)圣巴巴拉分校擔(dān)任教授。赤崎勇和天野浩目前在名古屋大學(xué)擔(dān)任教授。


　　諾貝爾委員會說將來的工程師會用紅色、綠色和藍(lán)色LED制作出白色可調(diào)光色的LED。

小胡

好深奧的。高科技啊。