The Story of Blue LED: phát minh ra tương lai

ĐÈN LED màu xanh lam.

Bạn có thể xem xét nó một khía cạnh khá nhàm chán của cuộc sống hiện đại, phần lớn xuống hạng cho các nhiệm vụ đơn giản như chỉ ra sức mạnh và chiếu sáng đèn nghỉ.

Ubiquitous như họ đang mặc dù bây giờ, họ đang một phát minh tương đối gần đây, và cho đến khi 1993 không có những điều như một thương mại LED màu xanh khả thi.

Tuy nhiên, nếu không có họ rất nhiều công nghệ hiện đại của chúng tôi sẽ không thể, từ Hiển thị điện thoại di động, để năng lượng hiệu quả bóng đèn ánh sáng, để rằng màu xanh-Lit nút trên mặt trước của máy nướng bánh mì của bạn.

Blue LED đã được như vậy một tiến bộ quan trọng mà người phát minh đằng sau nó đã được trao giải Nobel trong 2014.

Điều gì đã xảy ra? Đây là LGR công nghệ Tales, nơi chúng tôi có một cái nhìn tại những câu chuyện đáng chú ý về cảm hứng công nghệ, thất bại, và tất cả mọi thứ ở giữa.

Tập này kể về câu chuyện dài nhiều thập kỷ cuộc đấu tranh để tạo ra LED màu xanh.

Câu chuyện của chúng tôi bắt đầu vào 1907 với sự nổi lên của điốt phát sáng.

Henry Joseph Round phát hiện ra rằng nếu bạn cảm ứng hai kim loại kim loại để một tinh của cacbua silic và áp dụng điện, đôi khi bạn muốn thấy một ánh sáng rất mờ rực rỡ màu.

Cacbua silic, trong khi thường được sử dụng trong mọi thứ như sandpaper, thực sự là một vật liệu semitiến, và các kim điện khí tạo ra một diode, do đó: Diode phát sáng, hoặc LED là những gì nó được gọi là.

Nhưng trong khi điều này đã được thử nghiệm với trong năm, bao gồm các ví dụ đáng chú ý của Oleg Losev ở Nga trong thập niên 1920, phải mất nhiều thập kỷ để một LED thực tế sẽ được sản xuất.

Một bước quan trọng trong hướng này đến từ tiến sĩ Rubin Braunstein tại RCA 1955 cho thấy phát xạ hồng ngoại từ các hợp kim bán dẫn như Gali arsenide.

Điều này đã được tiếp nối trong năm 1961 tại Texas Instruments James Biard và Gary Pittman, người đã khám phá ra một phát xạ ánh sáng gần hồng ngoại 900nm trên một chất nền Gali.

Phương pháp tương tự cũng sẽ được sử dụng tại General Electric để tạo ra một đèn LED có thể nhìn thấy hơn thông qua công việc của Nick Holonyak Jr.

Diode của ông cho thấy một xác định, nhưng vẫn mờ, ánh sáng đỏ có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Trong thập kỷ tiếp theo, nhiều tác phẩm hóa học khác nhau đã được sử dụng để sản xuất đèn LED màu vàng và màu xanh lá cây là tốt, mà lần lượt đã giúp thông báo cho cải tiến trong tương lai của những người khác.

Những đèn LED màu đỏ cam này được chứng minh là một Các sáng và chi phí hiệu quả nhất để sản xuất, ban đầu được bán cho quân đội và các công ty như Hewlett Packard, trước khi xuất hiện trong các sản phẩm tiêu dùng như máy tính bỏ túi đầu thập niên 1970.

Ngay sau đó, đèn LED được bật lên trong thiết bị điện tử trên tất cả các nơi, việc tìm kiếm sử dụng trong tất cả mọi thứ từ máy tính Hiển thị, điện thoại chiếu sáng bàn phím.

Tuy nhiên, vẫn còn một màu chính mà vẫn còn khó nắm bắt.

Blue.

Ý tưởng của một LED màu xanh đã được rất mong muốn kể từ ánh sáng màu xanh là một phần quan trọng của sản xuất một phổ đầy đủ của màu.

Ba màu sắc chính của màu đỏ, màu xanh lá cây, và màu xanh có thể được trộn lẫn để tạo ra các màu khác giữa chúng, và sau đó kết hợp hoàn toàn để tạo màu trắng.

Và lý do đèn LED bị mắc kẹt với nhiều màu đỏ, vàng và xanh lá cây, nhưng không màu xanh, là xuống đến vật lý trong cách sản xuất ánh sáng trên một diode để bắt đầu với.

Để đặt nó rất đơn giản, một LED được tạo thành từ nhiều Các lớp vật liệu bán dẫn dương và tiêu cực, và khi điện đi qua chúng, chúng phát ra ánh sáng ở tần số vật liệu cho phép.

Để đạt được một màu và độ sáng cụ thể, mỗi đèn LED cần phải cấu hình chính xác các vật liệu trên mặt bán dẫn.

Và kể từ thời gian tần số của ánh sáng màu xanh là cao hơn nhiều so với màu đỏ, màu vàng, và thậm chí cả màu xanh lá cây, nó đòi hỏi nhiều vật liệu kỳ lạ và quy trình sản xuất để tái tạo.

Một số đèn LED màu xanh ban đầu được phát triển tại RCA trong 1972, trong khi cố gắng để đi lên với một truyền hình sử dụng đèn LED thay vì phosphors trong ống tia cathode.

Bước đột phá đó đã đạt được tại RCA năm đó bởi Herbert maruska, thực hiện bằng cách đầu tiên figuring ra làm thế nào để phát triển các tinh thể của gali nitrit, và sau đó “doping” chúng với magiê.

Nhưng không may kết quả là ánh sáng quá mờ để được thực tế, và nhìn thấy như RCA đã gặp rắc rối về tài chính đi vào giữa những năm 70, phát triển hơn nữa đã dừng lại.

Như vậy, nitrit Gali và magiê.

Các nền tảng đã có, nhưng có rất lớn những trở ngại để vượt qua để làm cho ánh sáng này đủ sáng để có ích và rẻ đủ để được Thực tế.

Các công ty như Bell Labs và Matsushita tiếp tục làm việc với các vật liệu này trong nhiều năm, trước khi kết luận rằng nitrit Gali dường như không có kết quả trong đèn LED màu xanh khả thi vì nó rất khó khăn để làm việc với.

Phát triển các tinh thể trong chất lượng đủ cao và số lượng là stupidly đầy thử thách, và đáng tin cậy sản xuất các loại chính xác tích cực và các lớp phủ định yêu cầu thậm chí còn khó hơn.

Mãi cho đến thập niên 1980, những trở ngại này sẽ được khắc phục, và phần lớn là nhờ vào một chuỗi các đột phá của ba Nam ở Nhật bản.

Đầu tiên là Isamu Akasaki, một nhà vật lý học tại Đại học Nagoya dẫn đầu một nhóm đến với một phương pháp tốt hơn của gali ngày càng tăng Nitrua.

Tiếp theo là Hiroshi Amano, một đại học nghiên cứu sự phát triển của các chất bán dẫn nitrit, người đã gia nhập nhóm Akasaki trong 1982.

Và cuối cùng chúng tôi đã Shuji Nakamura, một điện tử chuyên về kỹ thuật bán dẫn tại công ty Nichia ở Tokushima.

Đó là vào ngày 1985 mà Amano đầu tiên đã hứa hẹn kết quả trong việc tạo ra nitrit chất lượng cao bằng cách sử dụng những gì nhóm được gọi là ‘ nhiệt độ thấp công nghệ lớp đệm.

‘ Đây là một bước quan trọng để phát triển cao tinh thể chất lượng, nhưng nó đã không giải quyết được vấn đề sản xuất một hiệu quả tích cực và giao lộ âm tính.

Điều đó không xảy ra cho đến khi 1989, khi Akasaki Nhóm cuối cùng đã thành công trong việc chế tạo các lớp chính xác bằng cách chiếu các tinh thể với một chùm tia điện tử được hỗ trợ cao.

Các kết quả vẫn còn quá phức tạp và được sử dụng thương mại, nhưng kết quả và nghiên cứu đã được cung cấp cho những người để đọc.

Những người như Shuji Nakamura, người đã làm việc tạo ra sản phẩm mới cho tập đoàn Nichia.

Vào thời gian đó, Nichia được biết đến để sản xuất phosphors được sử dụng trong đèn huỳnh quang và các ống tia cathode màu, nhưng đang tìm kiếm một sản phẩm mới với ít đối thủ cạnh tranh hơn.

Nakamura đã làm việc trên các dự án liên quan đến phốtpho Gali cho công ty khi nhóm của akasaki công bố phương pháp tạo ra Gali chất lượng nitrit.

Và Nakamura đã lưu ý.

Ông yêu cầu sự cho phép để theo đuổi việc tạo ra thậm chí chất lượng tốt hơn Gali nitrit cho nichia, với chi phí 500.

000.

000 yên; đó là khoảng hai phần trăm của toàn bộ công ty & #39; s bán hàng năm đó.

Đó là một lượng lớn thực sự, nhưng họ được cấp ông cho phép và công việc bắt đầu.

Bước đột phá đầu tiên đến bằng cách sử dụng nhiệt ủ thay vì một chùm tia điện tử, dẫn đến một LED chất lượng cao hơn nhưng cũng xuất hiện nhiều tím hơn nó đã làm màu xanh.

Một điều ông đã làm được tạo ra một đôi heterostructure, về cơ bản là một bánh sandwich của nitrat Gali-truyền và các tinh thể GaN hiện có, mà thu hẹp băng thông của ánh sáng để xuất hiện màu xanh và được tinh chỉnh để giúp tạo ra một sáng hơn Dẫn.

Cuối cùng ngày 29 tháng 11, 1993, tập đoàn Nichia và Nakamura làm công chúng Phiên bản của LED màu xanh, một trong đó là một trăm lần sáng hơn và sống động hơn so với những người trong quá khứ.

Và nó đã được giá cả phải chăng để tạo ra! Vì vậy, Nichia đưa nó vào sản xuất ngay lập tức, và Nakamura tiếp tục làm việc về dự án, tăng gấp đôi độ sáng của đèn LED màu xanh trong Tháng 1994.

Logic sau màu xanh là cường độ cao Đèn LED màu trắng trong 1995, được sản xuất bằng cách thêm một phosphor màu vàng vào diode màu xanh, chuyển đổi bầu trời xanh ánh sáng đến một màu trắng sống động.

Các công ty khác bắt đầu làm theo phù hợp và bắt đầu sản xuất Các phiên bản LED màu xanh của riêng họ, và kết quả là một sự bùng nổ của việc sử dụng LED.

Bây giờ chúng ta cuối cùng có phổ đầy đủ màu thông qua đèn LED, và họ đang sử dụng trong tất cả mọi thứ từ nhà thiết bị, màn hình TV và đèn nền, để hiển thị điện thoại di động và máy tính bảng.

Và đèn LED màu xanh thay đổi dẫn đến màu trắng ánh sáng đã tạo ra một cuộc cách mạng của các loại trong các ứng dụng chiếu sáng chung bằng năng lượng xa hơn lựa chọn thay thế hiệu quả và lâu dài hơn cho bóng đèn sợi đốt và huỳnh quang.

Không phải đề cập đến sét nhà là linh hoạt hơn và đầy màu sắc hơn bao giờ hết, với đèn LED RGB kết hợp để tạo ra màn hình sống động trong mọi thứ từ đèn chiếu sáng tâm trạng để bàn phím chơi game.

Một sự tiến bộ khác sinh ra từ màu xanh LED đến năm 1996, nơi Nakamura xây dựng trên công việc của mình để sản xuất hiệu quả đầu tiên laser màu xanh.

Trong khi phải mất một thời gian cho những ảnh hưởng của đèn LED màu xanh để thực sự được nhận thấy, lợi ích của một laser màu xanh đã được ngay lập tức gây hứng thú trong cộng đồng lưu trữ dữ liệu.

Lên đến điểm đó, laser để lưu trữ phương tiện truyền thông chỉ có màu đỏ, và bước sóng thấp hơn có nghĩa là bạn chỉ có thể lưu trữ rất nhiều dữ liệu về những thứ như CD và DVD.

Nhưng với laser màu xanh, hoặc chính xác hơn màu xanh-tím trong trường hợp này, tiềm năng cho các phương tiện truyền thông quang học công suất cao hơn là rất lớn.

Đĩa Blu-ray có lẽ là ứng dụng nổi tiếng nhất cho laser màu xanh-tím, nhưng chúng cũng được sử dụng trong nhiều máy chiếu video, viễn thông thiết bị chẩn đoán y tế.

Nhưng trong khi luôn có nhiều hơn để nói về một chủ đề như thế này, đó là tất cả cho video này về đèn LED màu xanh và cuộc đấu tranh để mang lại cho nó vào cuộc sống.

Nếu không có họ, chúng tôi sẽ không có gần như cùng một thiết bị và công nghệ trong thế kỷ 21 mà chúng tôi làm.

Từ điện thoại thông minh đến đèn đường, từ toasters đến đèn pha.

Có vài mẩu công nghệ hiện nay chưa bị ảnh hưởng bởi đèn LED màu xanh theo một cách nào đó, vì vậy nó ít tự hỏi rằng Akasaki, Amano, và Nakamura được trao giải Nobel vật lý 2014 cho những sáng tạo của họ.

Đồng thời, điều quan trọng cần nhớ là nhiệm vụ dài nhiều thập kỷ để phát minh ra LED màu xanh, lan rộng trên vô số nhà nghiên cứu, công ty, và các sự kiện trong suốt thế kỷ 20.

Những đột phá công nghệ hiếm khi xảy ra trong một bong bóng, và việc tạo ra các đèn LED màu xanh là rất nhiều một câu chuyện trên toàn thế giới của sự thành công mà chỉ xảy ra qua những năm thất bại, kiên trì, lặp lại, hợp tác, và khoa học hardcore.

Và nếu rất thích tập này của Tales công nghệ và nỗ lực rất chính hãng của tôi để phát âm tên và các điều khoản khoa học mà tôi Don & #39; t nói ra loud mỗi ngày, sau đó có lẽ bạn & #39;d muốn xem một số người khác của tôi.

Và có những video khác đi lên mỗi thứ hai và thứ sáu ở đây trên LGR.

Và như mọi khi, cảm ơn bạn rất nhiều vì đã xem!.

Leave a Reply