眾所周知，紅藍(lán)綠是三原色，紅色、綠色發(fā)光二極管早在上世紀(jì)中葉已經(jīng)問世，但要把發(fā)光二極管用于照明，必須發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管，因?yàn)橛辛思t、綠、藍(lán)三原色后，才能產(chǎn)生照亮世界的白色光源。

藍(lán)光LED研究有多難?

藍(lán)光LED的制備技術(shù)曾困擾了人類30多年。在20世紀(jì)70年代末期的時(shí)候，LED已經(jīng)出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、翠綠等顏色，并被用于機(jī)器儀器的顯示光源，但依然沒有藍(lán)光LED。

藍(lán)光LED的市場價(jià)值巨大，是當(dāng)時(shí)世界性的攻關(guān)難題，從事藍(lán)光二極管的研究的學(xué)者當(dāng)時(shí)也很多，但都因?yàn)闊o法在材料和器件制造工藝等一系列的技術(shù)問題上取得突破，不得不選擇放棄。世界上很多大公司和著名大學(xué)科研機(jī)構(gòu)也都在為半導(dǎo)體藍(lán)光光源薄膜材料的制備工藝頭痛不已，發(fā)明藍(lán)光LED在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為幾乎是不可能的。

藍(lán)光LED在長達(dá)數(shù)十年的時(shí)間里未能面世，也被斷言“難以在20世紀(jì)實(shí)現(xiàn)”。

1973年，在松下電器公司東京研究所的赤崎勇開始了藍(lán)光LED的研究，向難倒了全球研究者的氮化鎵結(jié)晶制作發(fā)起了挑戰(zhàn)。

后來，赤崎勇和弟子天野浩在名古屋大學(xué)合作進(jìn)行了藍(lán)光LED的基礎(chǔ)性研發(fā)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他們成功制成了氮化鎵結(jié)晶，并于1989年在全球首次實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色LED。

如果說赤崎和天野讓氮化物的研究有了希望，那么中村就是這個(gè)領(lǐng)域的獨(dú)行俠和集大成者。

1993年，在日本啟和科技(Nichia)當(dāng)技術(shù)員的中村修二經(jīng)過幾百次的實(shí)驗(yàn)，在短短四年時(shí)間克服了兩個(gè)重大材料制備工藝難題(一個(gè)是高質(zhì)量氮化鎵薄膜的生長，另一個(gè)是氮化鎵空穴導(dǎo)電的調(diào)控)，獨(dú)立研發(fā)出了大量生產(chǎn)氮化鎵晶體的技術(shù)，并成功制成了高亮度藍(lán)色LED。

不久之后，人們?cè)谒{(lán)光LED的基礎(chǔ)上加入黃色熒光粉，就得到了白色光LED，利用這種熒光粉技術(shù)可以制造出任何顏色光的LED(如紫色光和粉紅色光)。藍(lán)光和白光LED的出現(xiàn)拓寬了LED的應(yīng)用領(lǐng)域，使全彩色LED顯示、LED照明等應(yīng)用成為可能。

由中村修二發(fā)明的氮化鎵發(fā)光二極管對(duì)人類的貢獻(xiàn)顯而易見，藍(lán)光二極管的產(chǎn)生，三元發(fā)光色才完備，才能使白光顯像成為可能藍(lán)光二極管，藍(lán)色LED的發(fā)明徹底革新了光源技術(shù)。

藍(lán)色LED的出現(xiàn)使節(jié)電的高亮度照明器材成為可能藍(lán)光二極管，極大改變了人們的生活。采用藍(lán)光LED技術(shù)的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了全世界的千家萬戶，它既存在于廣場大屏幕LED，也存在于你的相機(jī)、平板電腦、手機(jī)、電視機(jī)和電腦監(jiān)視設(shè)備里。

它為你照明，在全世界各地的辦公室和家庭，白色燈光照亮了屋子，而它們所耗費(fèi)的能源則要比白熾燈和日關(guān)燈小得多。

另外，藍(lán)光LED出現(xiàn)后，可以通過磷激發(fā)出紅光和綠光，從而混合產(chǎn)生白光和其他各種顏色的光?；蛘吲c原有的紅光LED和綠光LED一起產(chǎn)生白光和其他各種顏色的光。藍(lán)光LED也有另外的應(yīng)用，比如，藍(lán)光光盤，從藍(lán)光LED發(fā)展出的紫外LED也可以高效凈化生活用水;光纖通信的傳輸效率得到提高;超長使用壽命和高電光轉(zhuǎn)換效率的全固態(tài)白光光源將極大促進(jìn)綠色能源開發(fā)進(jìn)程。

“藍(lán)光LED雖然聽上去并不是那么玄乎或者高大上，但卻是可以對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生很大影響的成果?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)物理系教授季向東表示。

正如在頒獎(jiǎng)詞中，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)寫道:

白熾燈照亮20世紀(jì)，而LED燈將照亮21世紀(jì)。

文章由啟和科技編輯