飞艇开奖官方网站

【2014年诺贝尔物理学奖】2014诺贝尔物理学奖:他们创造了光

  • 发布时间:2020-04-28   浏览: 次   来源:物理故事  

飞艇开奖官方网站【melanie24.com--物理故事】

飞艇开奖官方网站  红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪,但我们还需要蓝光的到来才能彻底革新整个照明技术领域,因为只有完整的采用红、绿、蓝三原色之后,我们才能产生照亮我们世界的白色光源

  LED将闪耀21世纪

  “他们以一种最理想的方式重新创造了光”。2014年诺贝尔物理学奖专家委员会的主席、瑞典查尔姆斯理工大学教授皮尔·德尔辛(PerDelsing)在发布会现场说。

飞艇开奖官方网站  爱迪生的白炽灯照亮了20世纪,而21世纪将闪耀在LED之下。

  2014年度诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的赤崎勇,天野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的中村修二,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)。根据阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱:诺贝尔奖授予那些对全人类的福祉作出重大贡献的成就,通过蓝色LED技术的应用,人类可以使用一种全新的手段产生白色光源。相比旧式的灯具,LED灯具有更加持久且高效的优点。

  红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪,但我们还需要蓝光的到来才能彻底革新整个照明技术领域,因为只有完整的采用红、绿、蓝三原色之后,我们才能产生照亮我们世界的白色光源。尽管工业界和学界付出了巨大的努力,但产生蓝色光源的技术挑战仍然持续了超过30年之久。

  当时,赤崎勇和天野浩在日本名古屋大学工作,而中村修二当时则在位于四国岛上的德岛市内一家名为“日亚化学”(NichiaChemicals)的小公司工作。当他们通过半导体产生出蓝色光源时,照明技术革命的大门打开了。白炽灯照亮了整个20世纪,而21世纪将是LED灯的时代。

  电能直接转换为光子

飞艇开奖官方网站  一个发光二极管由数层半导体材料构成。在LED灯中,电能被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。白炽灯和卤钨灯一样,电流被用于加热一根灯丝,从而实现发光。在日光灯管中(此前这种灯泡曾经被称为低耗能灯泡,但随着LED灯技术的出现,这一名称失去了意义),气体进行放电,在此过程中同时发热并发光。

飞艇开奖官方网站  因此,新型的LED灯相比旧式的灯具,实现相同发光效率所消耗的能源就要低得多。另外,LED技术目前仍在不断被改进,其发光效率还在不断提升。最新的记录已经突破了300流明/瓦,而一般的灯泡这一指标是16,日光灯则是70。考虑到目前全球有大约1/4的电力用于照明目的,高效节能的LED灯技术对于全球的节能工作具有重大意义。

  LED技术与手机、电脑,以及所有其他基于量子现象原理的现代技术一样,源于同样的工程技术手段。一根发光二极管内包括几个分层:n层带有多余负电荷,p层则电子数不足,你也可以将其理解为这里存在多余的带有正电的空洞,或“正电穴”。

  在它们之间是一层活动层,当向半导体施加一个电压,就会驱动带负电的电子层与正电穴层之间的相互作用。当电子与正电穴相遇,两者就会结合并产生光线。这一过程产生光线的波长完全取决于半导体的性质。蓝光波长很短,只有某些特定材料可以产生这一波长的光线。

  诺奖得主

  赤崎勇现年85岁,1964年获名古屋大学博士学位,1981年起任名古屋大学教授,现为日本名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。54岁的天野浩与赤崎勇是师生关系,现为日本名城大学教授。

  赤崎勇和天野浩在氮化镓研究中,首次实现了氮化镓的PN结,为利用氮化镓材料制造蓝色发光二极管奠定了基础。2009年11月10日,赤崎勇获得2009年度京都奖尖端技术领域的奖项。京都奖自1985年始设立,面向尖端技术、基础科学、思想和艺术3大领域,其得主中有数位又将诺贝尔奖收入囊中。

  60岁的中村修二为蓝光二极管和青紫光二极管的发明者,被称为“蓝光之父”。中村修二于1979年获德岛大学电子工程硕士学位,并于同年加入日亚化学飞艇开奖官方网站。他于1993年发明蓝光二极管,1997年开发出青紫光二极管,1999年离开日亚公司,其后任教于美国加州大学圣巴巴拉分校。中村修二与日亚公司后因专利问题发生诉讼纠纷,旷日持久的官司也让他广为人知。

  “2006年,蓝光发光二极管就拿下了千年技术奖,获得100万欧元的奖金”,中国科学院物理所研究员丁洪说,“千年技术奖”是迄今世界上颁发的奖金数额最高的科技奖,每两年颁发一次,以表彰在科研或发明领域作出重大成就的个人或研究小组。

飞艇开奖官方网站  主要从事氮化镓基蓝、绿光系列高质量LED研发和生产的武汉华灿光电(300323,股吧)股份有限公司,其总裁刘榕博士曾经与天野浩的团队有过合作。在刘榕看来,天野浩和赤崎勇两人最重要的工作,就是在1990年前后,发现了P型掺杂氮化镓材料,解决了蓝光LED的P极材料的导电问题,否则蓝色的LED做不出来。中村修二过去是做荧光粉的日亚公司的工程师,1992年左右,在赤崎勇和天野浩的结果出来后,用更简便的方法实现了P型掺杂,后来应邀去美国做教授。

  “他们几乎是在同一时段进行实验并最终取得成果,接着又互相提高对方的实验成果”。皮尔·德尔辛教授说。

  蓝光的意义

  LED研发的历史飞艇开奖官方网站已经很长,红光二极管最早诞生于20世纪70年代。绿光二极管也已存在多年。众所周知,红色、绿色和蓝色三色叠加就会得到白色的光,这个道理牛顿早在1671年就告诉了我们。然而,蓝光二极管的研发却困难重重,这曾被认为是二十世纪不可能完成的任务。

  而蓝光LED的出现,正在改变照明工业的历史。刘榕介绍,白光LED既节电又环保,耗电量比常规的白炽灯节省90%,比荧光灯节省30%~40%,而且不含汞,是绿色环保的理想新光源。最近的一次纪录达到300流明/瓦,这相当于16个普通灯泡、近70个荧光灯。这是诺贝尔物理学奖新闻发布会上给出的一组数据。“理论上,每一次你将一个电子放进一个空穴(holes)里,就能得到一点光。而LED光源就在接近这个目标。接下来很难找到比这更好的方法。”皮尔·德尔辛教授说,提高还会有,可能是一点点进步,但绝不会十倍于它,已经没有那种空间了。

  现在天野浩教授仍然在做紫外LED的研究。刘榕博士说,现在照明上的科学问题已经基本上解决了,只是工程上的改进,紫外LED的效率还要提高,因为从蓝光到深紫外光,要求材料中的氮化铝比例越来越高,这使得P型材料导电性越来越差,器件的效率难以提高。值得一提的是,高效的紫外光LED技术将对便捷安全的细菌消杀设备提供重要的基础。

  来源:中国民商

本文来源:http://melanie24.com/wuli/306341/

  • 相关内容
  • 热门专题
  • 网站地图-
  • Copyright @ melanie24.com 教育资讯网-中高考资讯 All Rights Reserved
  • 免责声明:教育资讯网-中高考资讯部分信息来自互联网,并不带表本站观点!若侵害了您的利益,请联系我们,我们将在48小时内删除!