蓝色发光二极管的原理特点( 三 )


蓝光led是什么 , 蓝光led是什么意思你好:蓝光LED就是发蓝颜色光的发光二极管 。
2014年诺贝尔物理学奖揭晓 。因发明“高亮度蓝色发光二极管” , 日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二共获殊荣 。发光二极管的英文简称是LED , 对于这个词 , 大多数国内读者应不会陌生 , 因为LED灯已大量应用于我国室内外照明等领域 , 逐步取代白炽灯、荧光灯等传统照明设备 , 成为节能、环保、智能化照明的代表 。
蓝光LED特点:节能、寿命长、亮度高
构成原理:
发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成 。其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输 。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中 , 当电子经过该晶片时 , 带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合 , 电子和空穴消失的同时产生光子 。电子和空穴之间的能量(带隙)越大 , 产生的光子的能量就越高 。光子的能量反过来与光的颜色对应 , 可见光的频谱范围内 , 蓝色光、紫色光携带的能量最多 , 桔色光、红色光携带的能量最少 。由于不同的材料具有不同的带隙 , 从而能够发出不同颜色的光 。
蓝色发光二极管的光源特点 最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初 。当时所用的材料是GaAsP , 发红光(λp=650nm) , 在驱动电流为20毫安时 , 光通量只有千分之几个流明 , 相应的发光效率约0.1流明/瓦 。
70年代中期 , 引入元素In和N , 使LED产生绿光(λp=555nm) , 黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm) , 光效也提高到1流明/瓦 。
到了80年代初 , 出现了GaAlAs的LED光源 , 使得红色LED的光效达到10流明/瓦 。
90年代初 , 发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功 , 使LED的光效得到大幅度的提高 。在2000年 , 前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦 , 而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦 。
单色光LED的应用
最初LED用作仪器仪表的指示光源 , 后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用 , 产生了很好的经济效益和社会效益 。以12英寸的红色交通信号灯为例 , 在美国本来是采用长寿命 , 低光效的140瓦白炽灯作为光源 , 它产生2000流明的白光 。经红色滤光片后 , 光损失90% , 只剩下200流明的红光 。而在新设计的灯中 , Lumileds公司采用了18个红色LED光源 , 包括电路损失在内 , 共耗电14瓦 , 即可产生同样的光效 。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域 。1987年 , 我国开始在汽车上安装高位刹车灯 , 由于LED响应速度快(纳秒级) , 可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况 , 减少汽车追尾事故的发生 。
另外 , LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏 , 匙扣式微型电筒等领域都得到了应用 。
蓝色发光二极管的难点在哪里?不知你指的是什么难点?
如果指发明 , 蓝色发光二极管的发明获得了诺贝尔奖 。
为什么?因为红色和绿色发光二极管发明好多年了 , 但就是没人能发明蓝色二极管 。
因为所有的颜色都是由红、绿、蓝三色组成 , 没有蓝色发光二极管 , 就绝对合成不了全部颜色的光 。
发明发光二极管 , 就是用各种元素进行各种组合 , 但蓝色二极管一直没有被发明 , 说明不那么容易 。
终于由日本人发明了 。
难点只有一个:怎么能找到合适的化合物来发出蓝光 。
为什么发明蓝色LED就能拿诺贝尔物理学奖?这个技术涉及了什么高深的理论吗?1、2014年诺贝尔物理学奖联合授予日本科学家的赤崎勇 , 天野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的美籍日裔科学家中村修二 , 以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献 , 即蓝色发光二极管(LED) , 为能源节省开拓了新空间 。
2、红光和绿光二极管已经伴随我们半个世纪了 , 但蓝光才是真正带来革命性变化的技术 。只有这三原色的灯光才能形成白光 , 照亮我们的世界 。这三位学者在学术研究和工业界的持续努力 , 解决了这个过去30多年来一直存在的难题 。