LED燈是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，那么LED燈是什么時(shí)候發(fā)明的?接下來9252兒童網(wǎng)小編為大家介紹LED燈是什么時(shí)候發(fā)明的，一起來看看吧!

 

　　LED燈的原理

　　LED，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。

　　半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

　　LED燈是什么時(shí)候發(fā)明的

　　愛迪生發(fā)明白熾燈的故事幾乎眾人熟知，熟悉到已經(jīng)缺乏新鮮感了。愛迪生的白熾燈在誕生后統(tǒng)治了世界一百多年，而在當(dāng)代被人們追捧的則是電光源的新秀——LED燈。這是一個(gè)我們常?？匆姷脑~，意思是“發(fā)光二極管燈”，它的誕生，還有一段波折的傳奇故事呢。誰能想到，如今萬眾矚目的新光源曾經(jīng)是被人們拋棄過好幾次呢?

　　1907年，英國(guó)物理學(xué)家朗德(H.J. Round)在研究碳化硅晶體時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流通過碳化硅時(shí)，碳化硅會(huì)發(fā)出暗淡的黃色光。

　　愛迪生發(fā)明的鎢絲燈之所以能發(fā)光，是因?yàn)殡娏髟谕ㄟ^鎢絲時(shí)產(chǎn)生極高的熱量，溫度可以達(dá)到2000攝氏度以上;鎢絲處于高溫的白熾狀態(tài)時(shí)，就如同燒紅的鐵一樣發(fā)出光來。從這里我們可以明白，鎢絲燈有兩個(gè)非常致命的缺點(diǎn)：首先，它的能量利用率不高。光只是鎢絲發(fā)熱時(shí)的“副產(chǎn)品”，大部分的電能都被熱量消耗掉了;其次，高溫會(huì)不斷蒸發(fā)鎢絲上的鎢原子，白熾燈的壽命會(huì)很短。

　　而碳化硅發(fā)光的原理則完全不同：出于某種特殊的物理結(jié)構(gòu)，電子可以直接激發(fā)光線，直接跳過了“高溫”這一步。敏銳的朗德立即想到了利用碳化硅作為新光源的意義，但它的光實(shí)在是太弱了，恐怕只有盲人才能忍受在這樣的光線下閱讀。在幾年的努力研究后，一無所獲的朗德最終放棄了這項(xiàng)研究。

　　一晃十年過去了，20世紀(jì)20年代后期，兩位德國(guó)科學(xué)家重新把這項(xiàng)研究從科學(xué)界的“垃圾堆”里翻了出來，他們使用的不再是碳化硅，而是鋅硫化物和銅中提煉出的黃磷。和碳化硅一樣，黃磷也擁有特殊的物理結(jié)構(gòu)，能在電子的激發(fā)下發(fā)出可見光。這些物質(zhì)統(tǒng)稱為“發(fā)光二極管”，也就是LED。不幸的是，兩位科學(xué)家把情況想得太過樂觀了，在花費(fèi)了大量時(shí)間精力之后，最終他們也沒有戰(zhàn)勝這過分暗淡的光線。千里馬易尋，而伯樂難得，LED的美麗光芒，就這樣又被埋沒了起來。

　　彈指一揮間，到了50年代，隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各大科技公司紛紛投身到了LED燈的研究中。經(jīng)過許多人的不懈努力，終于在1962年8月8日，美國(guó)通用電氣公司開發(fā)出了世界上第一種可實(shí)用的紅光LED。又過了10年，人類又制造出了第一個(gè)黃光LED，而且這個(gè)時(shí)候的LED燈的亮度被提高了10倍。

　　大家或許已經(jīng)注意到了，LED燈，根據(jù)材質(zhì)的不同，只能發(fā)出單色的光。砷化鎵二極管能發(fā)出紅光，碳化硅二極管能發(fā)出黃光，后來人們又發(fā)現(xiàn)磷化鎵二極管能夠發(fā)出綠光，但人類最需要的，是白光。想要合成白光，僅靠紅光、黃光、綠光是不夠的，人們還需要藍(lán)光。

　　尋找藍(lán)光LED的道路是崎嶇的，也是漫長(zhǎng)的。60年代末，日本學(xué)者赤崎勇就開始研究基于氮化鎵基礎(chǔ)上的藍(lán)光LED，這項(xiàng)研究一直兢兢業(yè)業(yè)地進(jìn)行了近30年，他和學(xué)生天野浩為藍(lán)光LED的研究做出了許多貢獻(xiàn)，在他們的研究基礎(chǔ)上，1994年，在日亞化工工作的中村修二用煙氮化鎵制造出了亮度很高的藍(lán)光LED燈。他們也憑借這項(xiàng)研究成功，獲得了2014年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　藍(lán)光LED的出現(xiàn)，立即給人類帶來了白光LED燈，它最大的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然是發(fā)光效率高：一個(gè)白熾燈電能轉(zhuǎn)化為光能的轉(zhuǎn)化率只有10%左右，而LED燈可以達(dá)到60%，利用率比節(jié)能燈還高;第二，它壽命長(zhǎng)達(dá)10萬個(gè)小時(shí)，可以使用10年以上，而白熾燈的壽命只有1000小時(shí)左右;第三，LED燈需要的電壓很低，幾伏特就足夠了，安全可靠。