LED：白光时代的“圣杯”(2)
1972年，何伦亚克的学生克劳福德以磷化镓为基板开发出了世界上第一个发橙黄光的发光二极管，其亮度是何伦亚克发明的红光二极管的10倍，标志着发光二极管向着提高发光效率的方向迈出了坚实的一步。如何进一步提高发光二极管的发光效率，是当时科学家研究的重点之一。
科学家发现，铝的引入有助于消除磷化镓和磷砷化镓的缺点，从而提高发光二极管的发光效率。由于铝的加入改善了与砷化镓基板的晶格匹配等多种原因，因而提高了其发光效率。在20世纪80年代，砷化铝镓的应用导致了第一代高亮度发光二极管的诞生。20世纪90年代初，四元素半导体材料磷化铝镓铟的采用，使得发光二极管的发光效率有了更大的提高。磷化铝镓铟属于直接带隙半导体，即可以直接复合把能量几乎全部以光的形式释放出来，因此具有很高的发光效率。用磷化铝镓铟制成的超高亮度红色、橙色、黄色和绿色发光二极管，可以应用于户外显示领域。
“蓝色魔光”的召唤
高效节能的LED能否用于普通照明呢？其关键取决于能否制造出白色发光二级管。然而，在可见光的光谱中是没有白色光的，因为白色光不是单色光，而是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种单色光合成的复合光。
, 百拇医药
如果要使LED发出白光来，根据物理学的研究成果，至少需要两种单色光的混合，即通过二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式才能得到白色光。这两种模式都需要蓝色光的参与，所以开发出能发蓝色光的发光二极管具有十分重要的意义。
20世纪70年代，发光二极管已经出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色，一旦攻克蓝光二极管这个堡垒，白光半导体照明的新时代就有可能来临。
其实在20世纪70年代初，世界范围内就已掀起了一场研究氮化镓的热潮，并寄希望利用它来开发出蓝光二极管。然而，根据当时的工艺技术水平，要制造出具有这种性能的LED几乎是不可能的，故到了20世纪70年代末，大多数科学家都放弃了该项研究。但是，日本名古屋大学教授赤崎勇在失败面前没有放弃对蓝光LED的研究，并最终为利用氮化镓材料制造蓝光二极管奠定了基础。1981年，他研制成功了PN接面的氮化镓发光二极管，不过其亮度很小。
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1982年，天野浩作为一名本科生加入到赤崎勇的研究小组，从此开始了蓝光LED材料的研究。赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作进行的蓝光LED基础性研发取得了重要成就，并于1989年首次研发成功了蓝光LED。
1988年，日本日亚公司的一名普通职员冒然闯进董事长的办公室，提出要开发氮化镓蓝光发光二极管，董事长当即决定资助他500万美元予以支持。这个普通职员就是中村修二，后来被人们誉为“蓝光发光二极管之父”。
21世纪的“魔法石”
一般的半导体发光二极管，多以Ⅲ～Ⅴ或Ⅱ～Ⅵ族半导体元素为材料。那为什么科学家要选择氮化镓半导体材料呢？原来，氮化镓这种无色透明晶体有立方晶系和六方晶系两种晶型，二者均为直接跃迁型能带，是Ⅲ～Ⅴ族半导体材料中最具有希望的宽禁带光学材料。
在当时，活跃在蓝光二极管研究领域的科学家可谓是高手如云，中村修二这个不知天高地厚的毛头小伙能行吗？1989年，中村修二另辟蹊径，要走一条别人没有走过的道路。他在没有实验员和助手的条件下，采用独特的工艺技术路线，经过短短4年的时间就解决了蓝光二极管研究领域的两大材料制备工艺难题：一是高质量氮化镓薄膜的生长，另一个则是氮化镓空穴导电的调控。
, 百拇医药
中村修二采用蓝宝石作为基板，并在基板上先长出一层以氮化镓为材料的缓冲层，以降低晶格不匹配的问题。1991年，他研制出第一个PN同质接面的发光二极管。1992年，他研制出高功率双异质接面氮化镓发光二极管。1993年，他终于发明了能够发蓝色光的发光二极管。1994年以后，他又陆续发明了蓝绿光及绿光发光二极管。到了1996年，蓝绿光发光二极管实现了商品化。1999年，他离开日亚公司进入美国加利福尼亚大学某分校任教授。此后，中村修二成为了世界关注的明星人物。中村修二作为当代半导体发光研究的主要代表人物，将载入人类固体照明的光荣史册。
由于LED具有工作电压低、功率消耗低、色彩极丰富、价格极低廉以及对环境污染小等优点，因而受到了世界各国的广泛青睐。有科学家把氮化镓称为21世纪的“魔法石”，用其开发的蓝光二极管将在21 世纪的显示和照明领域扮演极其重要的角色。
【责任编辑】庞 云, 百拇医药(苏更林)
科学家发现，铝的引入有助于消除磷化镓和磷砷化镓的缺点，从而提高发光二极管的发光效率。由于铝的加入改善了与砷化镓基板的晶格匹配等多种原因，因而提高了其发光效率。在20世纪80年代，砷化铝镓的应用导致了第一代高亮度发光二极管的诞生。20世纪90年代初，四元素半导体材料磷化铝镓铟的采用，使得发光二极管的发光效率有了更大的提高。磷化铝镓铟属于直接带隙半导体，即可以直接复合把能量几乎全部以光的形式释放出来，因此具有很高的发光效率。用磷化铝镓铟制成的超高亮度红色、橙色、黄色和绿色发光二极管，可以应用于户外显示领域。
“蓝色魔光”的召唤
高效节能的LED能否用于普通照明呢？其关键取决于能否制造出白色发光二级管。然而，在可见光的光谱中是没有白色光的，因为白色光不是单色光，而是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种单色光合成的复合光。
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如果要使LED发出白光来，根据物理学的研究成果，至少需要两种单色光的混合，即通过二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式才能得到白色光。这两种模式都需要蓝色光的参与，所以开发出能发蓝色光的发光二极管具有十分重要的意义。
20世纪70年代，发光二极管已经出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色，一旦攻克蓝光二极管这个堡垒，白光半导体照明的新时代就有可能来临。
其实在20世纪70年代初，世界范围内就已掀起了一场研究氮化镓的热潮，并寄希望利用它来开发出蓝光二极管。然而，根据当时的工艺技术水平，要制造出具有这种性能的LED几乎是不可能的，故到了20世纪70年代末，大多数科学家都放弃了该项研究。但是，日本名古屋大学教授赤崎勇在失败面前没有放弃对蓝光LED的研究，并最终为利用氮化镓材料制造蓝光二极管奠定了基础。1981年，他研制成功了PN接面的氮化镓发光二极管，不过其亮度很小。
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1982年，天野浩作为一名本科生加入到赤崎勇的研究小组，从此开始了蓝光LED材料的研究。赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作进行的蓝光LED基础性研发取得了重要成就，并于1989年首次研发成功了蓝光LED。
1988年，日本日亚公司的一名普通职员冒然闯进董事长的办公室，提出要开发氮化镓蓝光发光二极管，董事长当即决定资助他500万美元予以支持。这个普通职员就是中村修二，后来被人们誉为“蓝光发光二极管之父”。
21世纪的“魔法石”
一般的半导体发光二极管，多以Ⅲ～Ⅴ或Ⅱ～Ⅵ族半导体元素为材料。那为什么科学家要选择氮化镓半导体材料呢？原来，氮化镓这种无色透明晶体有立方晶系和六方晶系两种晶型，二者均为直接跃迁型能带，是Ⅲ～Ⅴ族半导体材料中最具有希望的宽禁带光学材料。
在当时，活跃在蓝光二极管研究领域的科学家可谓是高手如云，中村修二这个不知天高地厚的毛头小伙能行吗？1989年，中村修二另辟蹊径，要走一条别人没有走过的道路。他在没有实验员和助手的条件下，采用独特的工艺技术路线，经过短短4年的时间就解决了蓝光二极管研究领域的两大材料制备工艺难题：一是高质量氮化镓薄膜的生长，另一个则是氮化镓空穴导电的调控。
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中村修二采用蓝宝石作为基板，并在基板上先长出一层以氮化镓为材料的缓冲层，以降低晶格不匹配的问题。1991年，他研制出第一个PN同质接面的发光二极管。1992年，他研制出高功率双异质接面氮化镓发光二极管。1993年，他终于发明了能够发蓝色光的发光二极管。1994年以后，他又陆续发明了蓝绿光及绿光发光二极管。到了1996年，蓝绿光发光二极管实现了商品化。1999年，他离开日亚公司进入美国加利福尼亚大学某分校任教授。此后，中村修二成为了世界关注的明星人物。中村修二作为当代半导体发光研究的主要代表人物，将载入人类固体照明的光荣史册。
由于LED具有工作电压低、功率消耗低、色彩极丰富、价格极低廉以及对环境污染小等优点，因而受到了世界各国的广泛青睐。有科学家把氮化镓称为21世纪的“魔法石”，用其开发的蓝光二极管将在21 世纪的显示和照明领域扮演极其重要的角色。
【责任编辑】庞 云, 百拇医药(苏更林)