人類最早的固體電致發(fā)光研究

　　在上世紀(jì)初始的1907年有專家償試在碳化硅晶體的兩個(gè)觸點(diǎn)間施加電壓，在電壓較低時(shí)觀察到了黃色光，之后隨著電壓增加觀察到了更多顏色的光。這是有記錄的人類最早開始進(jìn)行固體電致發(fā)光的研究。隨后也有前蘇聯(lián)的物理學(xué)家在國際刊物上發(fā)表過數(shù)篇關(guān)于碳化硅晶體電致發(fā)光的論文。

　　半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)使電致發(fā)光的研究更加深入

　　上世紀(jì)40年代，人們對(duì)半導(dǎo)體器件的研究正如火如荼的進(jìn)行，在1947年時(shí)美國貝爾實(shí)驗(yàn)室率先研發(fā)成功了晶體管，晶體管的誕生使人們意識(shí)到PN結(jié)可以用于發(fā)光器件，之后碳化硅晶體電致發(fā)光的原因也得到了合理的解釋。

　　現(xiàn)代光電子學(xué)基礎(chǔ)的確立

　　1957年時(shí)人們發(fā)現(xiàn)晶體管的異質(zhì)結(jié)比同質(zhì)結(jié)有更高的注入效率，1960年高質(zhì)量的異質(zhì)結(jié)制造成功，1969年異質(zhì)結(jié)激光器實(shí)現(xiàn)在常溫下連續(xù)不間斷工作，現(xiàn)代光電子學(xué)基礎(chǔ)由此確立。

　　世界第一只LED燈是紅色的

　　世界第一只LED是紅光LED，在1962年研發(fā)成功，由于它具有抗震性好，抗干擾能力強(qiáng)，壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)而被用作指示燈，紅光LED在1968年實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。之后的二十年先后研發(fā)成功了黃光，綠光等其它顏色的LED，同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步LED燈的發(fā)光效率也比初期有了很大提高，到20世紀(jì)90年代時(shí)LED的發(fā)光效率已經(jīng)可以達(dá)到幾十流明/瓦，而美國惠普公司研發(fā)的桔紅色LED的發(fā)光效率更是高達(dá)100流明/瓦。

　　藍(lán)光LED的研發(fā)歷經(jīng)曲折

　　藍(lán)光LED的研發(fā)經(jīng)歷了曲折而漫長的過程，1971年美國RCA實(shí)驗(yàn)室研制出了金屬+絕緣體+半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的藍(lán)光LED器件，但是這種結(jié)構(gòu)的藍(lán)光LED發(fā)光效率很低，并沒有實(shí)際應(yīng)用的意義。1979年日本專家赤崎勇采用新的藍(lán)寶石襯底的結(jié)構(gòu)研制的藍(lán)光LED開始少量的樣品供貨，但這時(shí)的藍(lán)光LED仍然不具備量產(chǎn)的條件。1989年天野浩和赤崎勇的研究小組終于研發(fā)成功PN結(jié)藍(lán)光LED，但是這時(shí)的藍(lán)光LED還是存在發(fā)光效率低的問題。而中村修二也同時(shí)對(duì)藍(lán)光LED進(jìn)行研究，他在1992年時(shí)利用新技術(shù)解決了藍(lán)光LED發(fā)光效率低的問題，1993年藍(lán)光LED實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。從71年第一顆藍(lán)光LED研發(fā)出來到93年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，整整經(jīng)歷了20多年時(shí)間。

　　在藍(lán)光的基礎(chǔ)上研發(fā)白光LED

　　1997年在藍(lán)光LED的基礎(chǔ)上研發(fā)成功了白光LED，之后幾年人們對(duì)白光LED的工藝進(jìn)行優(yōu)化，使得它的發(fā)光效率不斷提高，到2001年時(shí)白光LED已經(jīng)開始廣泛在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，LED照明的產(chǎn)業(yè)化也逐步確立起來�，F(xiàn)在白光LED的發(fā)光效率已經(jīng)可以達(dá)到300流明/瓦，光電轉(zhuǎn)換效率也可以超過50%。而節(jié)能燈的效率也只能達(dá)到70流明/瓦左右，白熾燈的效率則更低。

　　LED照明燈的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬

　　LED燈因?yàn)槠涔?jié)能高效的特點(diǎn)，正在以迅猛之勢(shì)替代傳統(tǒng)光源，世界多數(shù)國家都制定了LED照明的研究和發(fā)展計(jì)劃，2003年，中國正式設(shè)立了“國家半導(dǎo)體照明工程項(xiàng)目”的國家級(jí)計(jì)劃，目前LED燈應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷拓展，除了普通家用照明外，其它的比如汽車照明，交通指示，投影儀，霓虹燈，舞臺(tái)照明，相機(jī)，攝影攝像，電視背光，手機(jī)顯示等許多領(lǐng)域都能見到LED的身影。未來LED的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，如果說20世紀(jì)是白熾燈照亮了地球，那21世紀(jì)將由LED點(diǎn)亮這顆藍(lán)色的星球。