要解读蓝光LED的重要,我们需要先了解LED发光的原理。LED是特殊的二极管,和普通二极管一样由半导体芯片组成。半导体芯片是LED的核心,它附着在基底上,直接连接负极,正极则由导线连接阳极接柱,由反射碗增强芯片的照明效果,整个芯片被环氧树脂封装起来。
LED构造示意
简单来讲,发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而发出可见光。
既然诺奖是颁发给了蓝光LED团队,那么我们就来看看蓝光LED重要在哪。LED的发光原理看似简单,但却经过漫长的发展才达到了今天的水平。
早期的LED只有红光和绿光两种,而只依靠这两种LED是无法提供照明功能的,即使有诸多的优势,LED也只能是空中楼阁,无法发挥作用。尽管在科学界和工业界都为此付出了巨大的努力,但在长达30年的时间里,蓝光LED都是一项艰巨的挑战。
赤崎勇与天野浩在名古屋大学一同奋斗,他们的研究成果将GaN外延层的质量提高,为蓝光LED提供了基础。此后,中村修二在日亚化学潜心研究,创造了新的获得高质量GaN的方法,还解决了制造蓝光LED的关键技术。
蓝光LED的另一个重要性是可以激发荧光粉材料发出黄绿光谱的光,而反过来黄绿色的光却不能激发蓝色的光,这也就意味着蓝光LED具有更多的功能,蓝光LED对高效照明发展的作用更直接。
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