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氮化镓的发展历史

2019-05-22 11:40:18

科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓提起照明,人们马上会想到灯具店中那些五颜六色的各式灯具。尽管这些灯具的形态各异,但其照明的核心部分―――灯泡其实主要只有两种:白炽灯和荧光灯。不过,这种格局不久将会发生改变,因为照明领域的一颗新星―――发光二极管灯泡正在走向实用化阶段。 发光二极管发明于20世纪60年代,在随后的数十年中,其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力,近来,科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点,可连续使用10万小时,比普通白炽灯泡长100倍。 

据估计,在全球范围内,发光二极管灯泡有90亿英镑的市场前景。在巨大商机的吸引下,一些灯泡生产商如菲利普公司等,已开始投资数百万镑,研究开发家庭用发光二极管灯泡。科学家预测,在未来5年,这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。 众所周知,自美国发明家托马斯.爱迪生发明白炽灯至今的100多年来,人们基本仍沿用爱迪生发明的技术生产白炽灯泡。灯泡的中间是一段金属钨丝,当电流通过时,钨丝受热激活灯泡中的气体发出光芒。但是,发光二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上,都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄的掺杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而辐射出光芒。 

长期以来,人们之所以没有将发光二极管用于照明,主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光,要想获得白色光,还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样,红、黄、蓝三种光“混合”后,就产生出白光。 现在,这个困扰人们的难题终于得到解决。科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓,它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后,发白光的问题就有了希望。英国剑桥大学材料系的柯林.翰弗莱斯称,他们在实验中已研制出可发白光的发光二极管灯泡,这种灯泡发出的光线与阳光十分接近,具有良好的应用前景。他说,发光二极管灯泡以半导体为材料,因此,这种发光装置可以做的很小,只有几毫米,将其安装在墙壁或天花板上,如果不开灯,几乎察觉不到它们的存在,这样就免去了普通白炽灯需配上灯罩以防光线刺眼睛的麻烦。另外,这种灯泡的寿命很长,安上后几乎不用更换,今后人们也许会忘记换灯泡是怎么一回事。

氮化镓

目前,他正在呼吁英国政府增加投入,以保证英国能在这一技术领域走在前列。 除经久耐用外,这种灯泡在节能方面也有很大潜力。据计算,如果美国的灯泡中有一半使用发光二极管灯泡,则可关闭24座发电站,节省数十亿美元,二氧化碳的排放量也将明显下降。正因如此,美国已计划到2006年,所有的交通灯都使用发光二极管灯泡,这样每个交叉路口每年即可节省750美元。 

尽管这种灯泡好处多多,但要真正走入普通家庭还面临两大障碍。一是价格太高,现在每个灯泡的价格为30英镑,而普通白炽灯泡只有35便士,差距太大。二是目前还难以生产出适合家庭使用的发白光的灯泡。但开发商相信,这种灯泡的价格在今后5年内可以降到每个5英镑。届时,发光二极管灯泡将会从传统的电子设备指示灯中脱颖而出,成为照明领域的一颗新星

  LED发展历程

  —产业照明技术在IT及BIO革命中起着主角和配角的(举足轻重)的作用

  —LED是21世纪的新光,其应用及研究并迅速发展

  —韩国及东亚的LED技术领先于世界市场(占世 界市场的70%)

  —LED技术的巨大浪潮将是人类照明史的第二次革命

  —在未来五年,LED技术将迈向白热灯,日光灯,卤素灯的替代地位。

  —2010年LED灯将占世界照明市场的16%。照明大事记

  —1879 爱迪生发明电灯

  —1959 卤素灯问世

  —1961 高压钠灯问世

  —1962 金属卤化物灯

  —1969 第 一盏LED灯(红色)

  —1976 绿色LED灯

  —1983 荧光灯问世

  —1993 蓝色LED灯

  —1999 白色LED灯

  —2000 LED应用于室内照明

  —LED的开发是继白热灯照明发展历史120年以来的第二革命

  —21世纪开始的现在,通过在自然,人类和科学之间奇妙的相遇而开发的LED,将成为光世界的创新,对人类必不可少的绿色技术光革命。

  —LED将是继爱迪生发明电灯泡以来重新将开始巨大的光革命。LED灯泡目前现状

  LED照明灯主要还是以大功率白光LED单灯为主,目前世界前三的LED照明灯生产厂家 质保三年,大颗粒每瓦大于等于100流明,小颗粒每瓦大于等于110流明。 光衰大颗粒小于3%每年,光衰小颗粒小于3%每年。

  LED太阳能路灯,LED投光灯,LED吊顶灯,LED日光灯都已经可以批量生产了。例如10瓦的LED日光灯就可以替换40瓦的普通日光灯或者节能灯。

  氮化镓不存在于自然界,只能在*先进的实验室中制成。1998-09-01,美国研制出氮化镓晶体管.

  它是直接带隙半导体材料,在室温下有很宽的带隙(3.39eV).它在光电子器件如蓝光、紫外、紫光等光发射二极管和激光二极管方面有着重要的应用.作为第三代半导体材料的代表。氮化镓(GaN)基材料可制成高效蓝、绿光发光二极管和激光二极管LD(又称激光器),并可延伸到白光,将替代人类沿用至今的照明系统。氮化镓(GaN)基材料还将带来IT行业存储技术的革命。奠定了解决白色发光二极管的基础,将改写人类照明历史。氮化镓蓝光LED相关材料及器件广泛应用于全色大屏幕显示器,高亮度LED交通信号和指标灯,以氮化镓为基础的高亮度半导体LED具有体积小、寿命长、功耗低等优点,并向着高亮度、全彩色、大型化方向发展。

  同时,氮化镓应用领域是广泛的。可以将阳光引进室内,缓解季节性压抑,辅助癌症手术,将CD缩减到1英寸宽。

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氧化镓氧化铟


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