5x性区m免费毛片视频看看 - 最刺激的交换夫妇中文字幕 - 麻豆国产成人免费视频 - 亚洲最大中文字幕第二页 - 亚洲综合另类小说色区一

2014年諾貝爾物理學獎三位獲得者

　尋求夜的光明

　　亙古不變的是自然的星光。但是以前只有滿月才能將大地照亮，文明與否的區(qū)別就在于我們能否用自己的科技為黑夜帶來明光。一開始我們只能靠燃燒油脂，西方的國家捕鯨很多，用鯨魚的魚油制作蠟燭，我國則是蜂蠟或是動物白蠟。知道后來石油工業(yè)發(fā)達了，才改用的便宜的飽和長鏈烴做蠟燭。

明年初有望看到《電流大戰(zhàn)》這部電影，講訴愛迪生的直流電VS特斯拉的交流電

　　這種燃燒的方式顯然安全性不高。所以愛迪生發(fā)明電燈的故事家喻戶曉。在今年底，“卷?！北镜峡颂亍た挡推姘缪莸膼鄣仙鷮嵘洗鬅赡唬覀冇型吹?。愛迪生發(fā)明以及后面改良的白熾燈，雖然帶來了光明，但是它們的特點是發(fā)光的效率并不高。

LED讓今天的臺燈設計更有藝術性(松下產(chǎn)品)

　　今天我們的光源正在從白熾燈、熒光燈向發(fā)光二極管(LED)轉(zhuǎn)變。但是很多人不知道的是為了尋找藍色發(fā)光二極管，人類的科學家用了整整30年!如此艱難才找到了藍色的、具有工業(yè)量產(chǎn)意義的LED制作辦法，終于湊足了三原色，可以實現(xiàn)白光了!LED的照明注定屬于我們現(xiàn)在生活的世紀，這層意義上來說，授予諾貝爾獎并不過分。

　　二極管與發(fā)光二極管

　　之前筆者在講英特爾歷史的時候說過，在20世紀50年代，也就是二極管、三極管走出實驗室的年代，其實有很多企業(yè)都在從事這方面的研究，這其中就包括德州儀器，今天德州儀器更知名的是DLP這種投影技術。

最早的LED，不過當時發(fā)的是紅外光，不是可見光

　　在1957年6月3日，James R.Biard從德州農(nóng)業(yè)機械大學獲得博士學位畢業(yè)后的第三天，他加入了德州儀器公司從事研發(fā)工作，一開始是與沃爾特一起從事第一個低漂移直流晶體管功放電路。到了1959年，Biard與Gary Pittman一起合作進行德州儀器的半導體研究。他們最開始研究的是砷化鎵(GaAs)變?nèi)莅雽w在X射線頻段接收器上的應用。到了1961年九月，他們共同發(fā)現(xiàn)了在正向偏置隧道二極管的半絕緣基板上出現(xiàn)的紅外輻射，于是使用了一臺從日本購買的紅外轉(zhuǎn)換顯微鏡，測量了當時所有德州儀器生產(chǎn)的砷化鎵變?nèi)荻O管以及隧道二極管。

　　到了1961年的10月，Biard和Pittman演示了高效率的使用砷化鎵p-n結(jié)發(fā)射器發(fā)射以及信號耦合以及電隔離半導體光電探測器。1962年8月8日，Biard以及Pittman申請了描述具有間隔的陰極接觸的鋅擴散的p-n結(jié)LED，這種LED在正向偏壓下有效發(fā)射紅外光。美國國家專利局認為此專利申請及研究要早于IBM、RCA、MIT林肯實驗室、GE實驗室、貝爾實驗室，授予美國專利號3293513，這是史上最早的LED的專利。

　　諾貝爾獎公平嗎?

　　在2014年諾貝爾獎宣布的時候，有很多人非常不平，因為這個頒發(fā)給LED的諾貝爾獎，跳過了最早發(fā)現(xiàn)的紅色、綠色LED，直接給了藍色，公開表達不滿的就包括尼克·何倫亞克，他第一個發(fā)明了可見光發(fā)光二極管。

何倫亞克和他的紅色二極管

何倫亞克的激光二極管是今天非常多的產(chǎn)品的基礎

　　尼克·何倫亞克本人持有40多項專利，其中為人熟知的還有著名的半導體紅色激光發(fā)射裝置的專利，這個專利是后來CD唱盤機、蜂窩電話的基礎。為何何倫亞克這么牛呢?我們說Biard他們是最早的LED專利，但是當時發(fā)生出來的是紅外線，而何倫亞克的專利發(fā)射出來的是可見紅光!這個發(fā)現(xiàn)發(fā)表于1962年，當時他在GE(通用電氣)的研究機構(gòu)工作，具體的原理比較復雜，名字叫做III-V合金半導體。這個紅色發(fā)光半導體開啟了一扇大門，半導體照明的大門。

當年風華正茂的何倫亞克在GE的研究院

　　在1965年推出的商用的紅色LED，價格大約是45美元。但是早期的LED發(fā)光效率很低，只是能發(fā)光而已，還不如同時期的白熾燈泡，每瓦的發(fā)光只有0.1流明，而當時白熾燈的水平是每瓦15lm。

George Craford發(fā)明了黃色LED

　　到了1972年，何倫亞克的學生喬治克拉夫德才發(fā)明了黃色光的LED，并且改進了二極管的發(fā)光效率。1976年T.P.Pearsall發(fā)明了適合光纖傳輸?shù)奶厥獍l(fā)光二極管，具有高亮度、高效率的特性。

　　關鍵的藍光二極管

　　紅色和綠色二極管都很快的發(fā)現(xiàn)，但是要組成白光，作為三原色，藍光二極管的發(fā)現(xiàn)一只困難重重。傳統(tǒng)的磷砷化鎵之類的方法無法實現(xiàn)。

1968年的Marusaka

最早的實驗室里的藍色光LED

早期的藍光LED專利

　　1972年,斯坦福大學由材料科學與工程博士生Herb Maruska和Wally Rhines使用鎂摻雜氮化鎵制造出的第一個藍紫色LED。當時，Maruska在RCA實驗室休假時與Jacques Pankove進行了有關工作。在1971年，Maruska離開RCA去斯坦福大學后的一年，他的RCA同事Pankove和Ed Miller展示了鋅摻雜氮化鎵的第一個藍色電致發(fā)光設備，隨后的Pankove和Miller推出一連串成果，制造出第一個實際的氮化鎵發(fā)光二極管發(fā)射綠色光。 1974年，美國專利局授予Maruska，Rhines和Stanford教授David Stevenson 1972年的專利(美國專利US3819974A)，今天，氮化鎵的鎂摻雜仍然是所有商業(yè)藍色LED和激光二極管的基礎。在20世紀70年代初，這些器件對于實際使用來說太暗，并且對氮化鎵器件的研究放緩。 1989年8月，Cree推出了基于間接帶隙半導體碳化硅(SiC)的首款商用藍色LED。Cree的 碳化硅LED具有非常低的效率，不超過約0.03%，但是在可見光光譜的藍色部分發(fā)射。

中村秀二和藍色LED

　　剩下的問題變成了如何提高藍色二極管的發(fā)光效率。在80年代后期，氮化鎵外延生長和p型摻雜的關鍵突破迎來了GaN基光電子器件時代。在這個基礎上，波士頓大學的Theodore Moustakas獲得了使用新的兩步法生產(chǎn)高亮度藍色LED的方法，兩年后，1993年，日亞公司的中村修二再次使用與Moustakas相似的氮化鎵生長工藝再次證明了高亮度藍光LED。 Moustakas和中村都獲得了獨立的專利，這使得發(fā)明人是誰變得有點亂(部分原因是雖然Moustakas發(fā)明了他的第一個，中村卻是首先提出)。但無論如何，這個新的發(fā)展徹底改變了LED照明，使大功率的藍光實用。

　　中村修二的遭遇

　　中村的發(fā)明可以說沒怎么得到日亞公司的幫助，因為他并不被公司看好，前面說了他用的是氮化鎵技術，但是這個技術的效率太低，當時業(yè)內(nèi)普遍的方向是氧化鋅和硒化鋅，同樣從事這個方向研究的還有名古屋大學的赤崎勇師徒。他們幾乎是在同一時段進行實驗并最終取得成果，接著又互相提高對方的實驗成果。

藍光LED的原理

當年在日亞不受重視的中村

　　日亞還搶注了他的專利，只給了這個對藍光二極管發(fā)明人兩萬日元的獎金……憤怒的中村遠赴美國，居然還被日亞要求簽署協(xié)議，三年不得從事藍光二極管研究。日亞用中村的專利銷售藍光二極管賺的盆滿缽滿，直到2004年，憤怒的中村狀告日亞要求其支付發(fā)明補償金并勝訴。法院判決日亞應支付給中村補償金200億日元。最終，這個金額縮水到了8.4億日元。這場前無古人的訴訟激勵了很多發(fā)明者在法庭上尋求幫助，他們當中的很多人贏了訴訟或者獲得庭外和解。如今，中村訴日亞一案已成為專利訴訟教材的指標性案例。

科研人員如何保護好自己的果實?

　　中村更為在意的似乎是東京地方法院的這一判斷：“發(fā)明者的貢獻度即使保守估算也不低于50%。原告幾乎靠一己之力完成了世界性的發(fā)明?！?/p>

　　藍光到白光的兩種路徑

　　藍光LED發(fā)明之后，RGB三原色湊齊，可以發(fā)射白光。但是從紅色可見光LED發(fā)明到中村的發(fā)明，人類科學界尋找合適的材料和適合商品化生產(chǎn)的方法，整整用了長達三十年的時間，這也是為何把諾貝爾獎頒發(fā)給中村修二以及赤崎勇師徒。

便宜的RGB LED已經(jīng)應用到了鍵盤上

藍光+熒光得到的近似白光LED

　　另外一種獲得近似白光的辦法則是咋藍色LED上結(jié)合黃色的熒光粉，這樣也可以得到近似的白光，是一種經(jīng)濟的辦法，我們很多手電筒、手機的閃光燈都是這種技術的產(chǎn)物。

發(fā)光技術對比，LED還有環(huán)保、不含汞的特性

　　LED的突出特色有兩個：高效率、長壽命。LED的壽命非常長，而且基本上LED的使用壽命的影響因素很多并不是因為半導體的原因，而是整個LED元器件的其它電路基板發(fā)生的故障。LED的應用就不多說了，今天LED燈泡都在取代傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈，并且演化出來更行各業(yè)的不同應用，就我們能感受到的，最近十年LED的價格下降了非常多。

  【本文章來自互聯(lián)網(wǎng)，如有版權請聯(lián)系，立刪】