科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型半導(dǎo)體材料―――氮化鎵。提起照明,人們馬上會(huì)想到燈具店中那些五顏六色的各式燈具。盡管這些燈具的形態(tài)各異,但其照明的核心部分―――燈泡其實(shí)主要只有兩種:白熾燈和熒光燈。不過,這種格局不久將會(huì)發(fā)生改變,因?yàn)檎彰黝I(lǐng)域的一顆新星―――發(fā)光二極管燈泡正在走向?qū)嵱没A段。 發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀(jì)60年代,在隨后的數(shù)十年中,其基本用途是作為收錄機(jī)等電子設(shè)備的指示燈。為了充分發(fā)揮發(fā)光二極管的照明潛力,近來,科學(xué)家開發(fā)出用于照明的新型發(fā)光二極管燈泡。這種燈泡具有效率高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),可連續(xù)使用10萬小時(shí),比普通白熾燈泡長(zhǎng)100倍。
據(jù)估計(jì),在全球范圍內(nèi),發(fā)光二極管燈泡有90億英鎊的市場(chǎng)前景。在巨大商機(jī)的吸引下,一些燈泡生產(chǎn)商如菲利普公司等,已開始投資數(shù)百萬鎊,研究開發(fā)家庭用發(fā)光二極管燈泡??茖W(xué)家預(yù)測(cè),在未來5年,這種燈泡很可能成為下一代照明的主流產(chǎn)品。 眾所周知,自美國(guó)發(fā)明家托馬斯.愛迪生發(fā)明白熾燈至今的100多年來,人們基本仍沿用愛迪生發(fā)明的技術(shù)生產(chǎn)白熾燈泡。燈泡的中間是一段金屬鎢絲,當(dāng)電流通過時(shí),鎢絲受熱激活燈泡中的氣體發(fā)出光芒。但是,發(fā)光二極管燈泡無論在結(jié)構(gòu)上還是在發(fā)光原理上,都與傳統(tǒng)的白熾燈有著本質(zhì)的不同。發(fā)光二極管是由數(shù)層很薄的摻雜半導(dǎo)體材料制成,一層帶過量的電子,另一層因缺乏電子而形成帶正電的“空穴”,當(dāng)有電流通過時(shí),電子和空穴相互結(jié)合并釋放出能量,從而輻射出光芒。
長(zhǎng)期以來,人們之所以沒有將發(fā)光二極管用于照明,主要是因?yàn)榘l(fā)光二極管通常只能發(fā)出紅色光或黃色光,要想獲得白色光,還必須制造出能發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光二極管。這樣,紅、黃、藍(lán)三種光“混合”后,就產(chǎn)生出白光。 現(xiàn)在,這個(gè)困擾人們的難題終于得到解決??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型半導(dǎo)體材料―――氮化鎵,它在經(jīng)過適當(dāng)處理后就能發(fā)出藍(lán)光。發(fā)藍(lán)光的問題解決后,發(fā)白光的問題就有了希望。英國(guó)劍橋大學(xué)材料系的柯林.翰弗萊斯稱,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中已研制出可發(fā)白光的發(fā)光二極管燈泡,這種燈泡發(fā)出的光線與陽光十分接近,具有良好的應(yīng)用前景。他說,發(fā)光二極管燈泡以半導(dǎo)體為材料,因此,這種發(fā)光裝置可以做的很小,只有幾毫米,將其安裝在墻壁或天花板上,如果不開燈,幾乎察覺不到它們的存在,這樣就免去了普通白熾燈需配上燈罩以防光線刺眼睛的麻煩。另外,這種燈泡的壽命很長(zhǎng),安上后幾乎不用更換,今后人們也許會(huì)忘記換燈泡是怎么一回事。
目前,他正在呼吁英國(guó)政府增加投入,以保證英國(guó)能在這一技術(shù)領(lǐng)域走在前列。 除經(jīng)久耐用外,這種燈泡在節(jié)能方面也有很大潛力。據(jù)計(jì)算,如果美國(guó)的燈泡中有一半使用發(fā)光二極管燈泡,則可關(guān)閉24座發(fā)電站,節(jié)省數(shù)十億美元,二氧化碳的排放量也將明顯下降。正因如此,美國(guó)已計(jì)劃到2006年,所有的交通燈都使用發(fā)光二極管燈泡,這樣每個(gè)交叉路口每年即可節(jié)省750美元。
盡管這種燈泡好處多多,但要真正走入普通家庭還面臨兩大障礙。一是價(jià)格太高,現(xiàn)在每個(gè)燈泡的價(jià)格為30英鎊,而普通白熾燈泡只有35便士,差距太大。二是目前還難以生產(chǎn)出適合家庭使用的發(fā)白光的燈泡。但開發(fā)商相信,這種燈泡的價(jià)格在今后5年內(nèi)可以降到每個(gè)5英鎊。屆時(shí),發(fā)光二極管燈泡將會(huì)從傳統(tǒng)的電子設(shè)備指示燈中脫穎而出,成為照明領(lǐng)域的一顆新星
LED發(fā)展歷程
—產(chǎn)業(yè)照明技術(shù)在IT及BIO革命中起著主角和配角的(舉足輕重)的作用
—LED是21世紀(jì)的新光,其應(yīng)用及研究并迅速發(fā)展
—韓國(guó)及東亞的LED技術(shù)領(lǐng)先于世界市場(chǎng)(占世 界市場(chǎng)的70%)
—LED技術(shù)的巨大浪潮將是人類照明史的第二次革命
—在未來五年,LED技術(shù)將邁向白熱燈,日光燈,鹵素?zé)舻奶娲匚弧?/span>
—2010年LED燈將占世界照明市場(chǎng)的16%。照明大事記
—1879 愛迪生發(fā)明電燈
—1959 鹵素?zé)魡柺?/span>
—1961 高壓鈉燈問世
—1962 金屬鹵化物燈
—1969 第 一盞LED燈(紅色)
—1976 綠色LED燈
—1983 熒光燈問世
—1993 藍(lán)色LED燈
—1999 白色LED燈
—2000 LED應(yīng)用于室內(nèi)照明
—LED的開發(fā)是繼白熱燈照明發(fā)展歷史120年以來的第二革命
—21世紀(jì)開始的現(xiàn)在,通過在自然,人類和科學(xué)之間奇妙的相遇而開發(fā)的LED,將成為光世界的創(chuàng)新,對(duì)人類必不可少的綠色技術(shù)光革命。
—LED將是繼愛迪生發(fā)明電燈泡以來重新將開始巨大的光革命。LED燈泡目前現(xiàn)狀
LED照明燈主要還是以大功率白光LED單燈為主,目前世界前三的LED照明燈生產(chǎn)廠家 質(zhì)保三年,大顆粒每瓦大于等于100流明,小顆粒每瓦大于等于110流明。 光衰大顆粒小于3%每年,光衰小顆粒小于3%每年。
LED太陽能路燈,LED投光燈,LED吊頂燈,LED日光燈都已經(jīng)可以批量生產(chǎn)了。例如10瓦的LED日光燈就可以替換40瓦的普通日光燈或者節(jié)能燈。
氮化鎵不存在于自然界,只能在*先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室中制成。1998-09-01,美國(guó)研制出氮化鎵晶體管.
它是直接帶隙半導(dǎo)體材料,在室溫下有很寬的帶隙(3.39eV).它在光電子器件如藍(lán)光、紫外、紫光等光發(fā)射二極管和激光二極管方面有著重要的應(yīng)用.作為第三代半導(dǎo)體材料的代表。氮化鎵(GaN)基材料可制成高效藍(lán)、綠光發(fā)光二極管和激光二極管LD(又稱激光器),并可延伸到白光,將替代人類沿用至今的照明系統(tǒng)。氮化鎵(GaN)基材料還將帶來IT行業(yè)存儲(chǔ)技術(shù)的革命。奠定了解決白色發(fā)光二極管的基礎(chǔ),將改寫人類照明歷史。氮化鎵藍(lán)光LED相關(guān)材料及器件廣泛應(yīng)用于全色大屏幕顯示器,高亮度LED交通信號(hào)和指標(biāo)燈,以氮化鎵為基礎(chǔ)的高亮度半導(dǎo)體LED具有體積小、壽命長(zhǎng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn),并向著高亮度、全彩色、大型化方向發(fā)展。
同時(shí),氮化鎵應(yīng)用領(lǐng)域是廣泛的??梢詫㈥柟庖M(jìn)室內(nèi),緩解季節(jié)性壓抑,輔助癌癥手術(shù),將CD縮減到1英寸寬。
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