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旋律輕輕唱
2014/10/29
5:07
1907年,鎢絲燈泡才剛進入市場,開始和賣得如火如荼的碳絲燈泡競爭,沒人想得到,後來的LED原理,同時也悄悄萌芽。當時亨利‧讓德在無線電之父馬可尼的公司,擔任他的個人助理,進行無線電、真空管等研究。就是在這一年,他第一次記錄了碳化矽這個材料通電後,可以發光,稱為電致發光現象。 也許因為光度微弱,這個現象沒有引起重視。直到1927年,俄國科學家洛謝夫再一次發現了碳化矽的電致發光現象。洛謝夫很重視這項發現,最先以發光為目的去製造它,因此被認為是LED的發明者。 洛謝夫可說是個劃時代的天才。近代的半導體理論,當時根本還沒建立,洛謝夫卻已經從愛因斯坦的理論得到啟發,他認為:這種特殊的光,是高能量的電子以發光取代發熱來「丟棄」能量。他寫信向愛因斯坦求助,可惜沒有得到回信,但他不放棄,嘗試了約90種物質希望做出更有效率的LED,幾乎得到了實用可行的材料。 為什麼說是「幾乎」呢?因為洛謝夫英年早逝。才華洋溢的他,在戰爭中飽受摧殘,並於1942年列寧格勒被圍困時餓死,沒能完成研究。可惜的地方還不只這一點,其實當時洛謝夫已經發表論文建議如何組合半導體來取代真空管,如果讓他繼續研究,或許可以提早做出後來的電晶體。很遺憾的在他死後,他的貢獻幾乎被遺忘,之後才被其他科學家重新「發明」出來。
戰爭結束了,電致發光現象很快被重新提出來研究,詹姆士‧比亞爾和蓋瑞‧皮特曼等科學家取得了紅外光LED的專利,他們用的材料是砷化鎵。不過說到能發出可見光的LED,關鍵人物卻是尼克‧何倫亞克。何倫亞克的恩師是兩屆諾貝爾獎得主約翰‧巴丁,聽起來系出名門;但他剛開始只是通用電氣公司一名普通的研究員。 當時可能全世界都在關注嶄新的砷化鎵發光研究,但何倫亞克根據自己的計算,認為做出磷砷化鎵,便能發出可見光。同事們並不看好,他只有自己奮力進行,終於造出第一個實用的紅光LED,被人尊稱為LED之父。 1963年他預言:LED有一天會全面取代白熾燈泡。今天,這件事已經快要實現。關鍵的進展是在1993年,日本日亞化學工業的中村修二,成功的大幅提昇氮化鎵(ㄐㄧㄚ)和銦氮化鎵的發光效率,讓它成為具有商業應用價值的藍光LED,成就了往後的固態照明願景,中村修二因此被譽為「藍光LED之父」。對藍光LED發展有重大貢獻的三位科學家赤崎勇、天野浩及中村修二,更在2014年獲得諾貝爾物理獎的殊榮。