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蓝光LED研发的历程

字体变大  字体变小 发布日期:2014-10-08  来源:上海新民晚报  浏览次数:438
核心提示:上世纪50年代末,红色发光二极管(LED)问世。想要用LED来照明,必须发明蓝光LED。因为必须得有红、绿、蓝三原色,才能组成白光,但是蓝光LED迟迟造不出来。上世纪70年代初,世界掀起氮化镓的研究热潮,而利用它开发出蓝光二极管被认为是一个大胆设想。
     上世纪50年代末,红色发光二极管(LED)问世。想要用LED来照明,必须发明蓝光LED。因为必须得有红、绿、蓝三原色,才能组成白光,但是蓝光LED迟迟造不出来。上世纪70年代初,世界掀起氮化镓的研究热潮,而利用它开发出蓝光二极管被认为是一个大胆设想。经历了10年左右的尝试和失败,大多数科学家都放弃了。
 
     赤崎勇、天野浩

     研究奠定蓝光LED的物理基础
 
     1973年,当时在松下电器公司东京研究所的赤崎勇最早开始了蓝光LED的研究。他1929年出生于日本,1964年于日本名古屋大学获博士学位。他曾在松下电器产业公司从事科研工作,现为日本名城大学教授、名古屋大学特聘教授。1982年,22岁的天野浩作为一名本科生加入赤崎勇教授的研究小组,在名古屋大学合作进行了蓝光发光二极管中使用材料的基础性研发。
 
     LED同其他半导体一样,在外加电压下,电子突破薄薄一层屏障,从富余极跳跃到空缺极,激发出光子,把电能转化成光能。蓝光的光子能量更高。需要在“掺杂”(这样半导体才能分成正负两极)中使用前所未知的办法,才能赋予半导体“更大的活力”。
 
     “有一次天野浩他们发现,用电子显微镜扫描时,氮化镓晶体发光更强,从而知道电镜射出的电子流,可以激活氮化镓。他们实验室1992年得到了重大成果。”中科院半导体所研究员李晋闵说。这一成果最终为利用氮化镓材料制造蓝光二极管奠定了物理基础。
 
     中村修二

     实用化研究引发照明技术革新
 
     蓝光LED加荧光粉产生白光,作为半导体照明产业的基础,是中村修二发明的。他当时任职于一家名不见经传的日亚化学工业公司,他的实用化研究突破了半导体掺杂的瓶颈,让该公司于1993年首次推出LED照明成品,将这一技术产业化,从而引发了照明技术革新。他也因此被誉为“蓝光之父”。他1954年生于日本伊方町,1994年从日本徳岛大学获得博士学位,自2000年以来供职于美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校,现为美国国籍。
 
     1993年,中村开发出蓝光高亮度发光二极管,由日亚公司申请获得了专利。同年12月,日亚公司开始生产蓝光二极管的照明成品,获得了巨大利润。当时这项研发经费大约只有100万日元,不到10万元人民币,现在日亚化学已经是LED领域最牛的公司,还是锂电池正极材料全球第一的企业。
 
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