蓝色LED灯为何那么难发明?凭什么一个小小的发光二极管,就能获得诺贝尔奖?
大家好,我是小观,今天我们来聊一聊:蓝色LED灯。
当下我们早就习以为常的LED灯,实际上一直到2010年前后才逐步流行开来,在此之前人类照明所使用的绝大多数灯泡,本质上和百年之前爱迪生发明的白炽灯没有太大的本质区别。尽管在灯丝电容等技术上不断提高,却依然存在使用寿命有限的问题。
但是LED灯却不同,其是利用电流通过半导体晶片,从一端N型半导体向另一端P型半导体推动电子的过程中,将电能转化为可见光的器件。在发光度和使用寿命上都要明显优于白炽灯日光灯等灯具。
当然这种半导体物理器件能够发光的现象,在上个世纪60年代就被知晓。并且在1962年就被美国的电器工程师发明了第一颗红色的LED灯,很快在1976年第二种为绿色的LED灯也在美国被发明。
但是很快科学家和工程师们发现,蓝色LED灯成为了前进路上的巨大阻碍。
作为光的三基色红、绿、蓝三色当中重要的组成部分,如果缺少了蓝色LED灯,也就意味着无法用LED形成白色灯光,那么LED灯即使说是灯,也最多只能成为各类设备之中的红绿色指示灯而已,应用场景无法拓展。
而蓝色LED灯之所以难以制作出来,主要就是早期用于制造LED灯的半导体材料,在加入不同的原子形成相应晶体之后,半导体之间的能隙宽度很小。而宽度越小产生的光就越偏向红光,宽度越大产生的光便越倾向于蓝光。因此只有找到更完美适应的材料,才能进一步做出蓝色LED灯。
最终在日本科学家赤崎勇及其合作者天野浩,还有另一位美籍日裔科学家中村修二3人的共同研究之下,利用氮化镓晶体材料于1993年发明了蓝色LED灯。
虽然当时这一发明并不完善,但是却打开了LED灯的技术大门,随着世纪之交白色LED灯在此基础上的应运而生,人类的照明技术也在21世纪跨入了LED时代。
这三人也因为这一研究对LED灯能够被广泛运用产生的贡献,于2014年被授予诺贝尔物理学奖。