2014诺贝尔奖—高亮度蓝色发光二极管.ppt

长春工业大学材料科学与工程学院焊接教研室朱巍巍,高亮度蓝色发光二极管,中村修二,赤崎勇,天野浩,中村修二,日本电子工程学家，高亮度蓝色发光二极管与青紫色激光二极管的发明者1954年出生于日本，硕士毕业于德岛大学1979年进入日亚化学工业公司；1993年完成蓝色发光二极管的研发和商业化；2000年因对待遇不满辞职去了美国，任加利福尼亚大学圣巴拉分校教授；2001年东京法院判决日亚公司向中村支付200亿日元费用。,赤崎勇与天野浩,赤崎勇是日本工程学、物理学家，曾任松下电器研究员，现任名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。赤崎勇开发了氮化镓结晶化技术，并完成世界第一个高亮度的蓝色发光二极管。“吾道一以贯之”天野浩是日本工程学家，专长半导体器件制造，现任名城大学、名古屋大学教授。,特点,LED灯,荧光灯,白炽灯,约10万小时,约1万小时,约1000小时,寿命长,节能,评价,他们的发明具有革命性让我们所有人受益这种新型光源的问世为全球15亿未能受益于电网的人口带来了更高生活品质。LED照明研究获奖，说明物理学研究可以带来实实在在的益处，而不仅仅是探索宇宙的奥秘。在其他人已经失败的地方获得了成功,评价,LED灯的发明照亮了21世纪,LED原理,LED原理,LED原理,LED原理,如上图，在P区一侧为负电荷，N区为正电荷，便出现了由N到P的电场。这个电场是正负电荷载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，这便是内电场。由于内电场的存在，使得P-N结处于动态平衡状态。,LED原理,当我们给P-N结一个正向电压，P-N结的内部电场被抵消。注入的电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子）复合时，便将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。,如果给PN结加反向电压，P-N结的内部电场被增强，电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子）难以注入，故不发光。,LED原理,通过电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子）的复合电发光原理制作的二极管就是我们常说得发光二极管，即LED。调节电流，便可以调节光的强度，通过调整材料的能带结构和带隙，可以该变发光颜色。,LED原理,LED特点,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,半导体激光器原理,LED与LD的区别,相同点：均采用PN结注入式场致发光不同点：半导体发光二级管：自发辐射，非相干光半导体激光二极管：受激辐射，相干光,历史,1979年，中川修二从德岛大学硕士毕业，专业为电子工程学；毕业后进入日亚公司；德岛县阿南市+200人,历史,GaP的制备,中村自制电炉,历史,蓝色发光二极管蓝光能带间隙材料,历史,制备困难,做半导体器件，一定要有生长的基板，也就是发光材料依附的材料。像Si，GaAs之类的因为熔点低，可以通过高温溶解再提取的方法制备，其成本也不算高。但是GaN是极其稳定的材料，其熔点高达2791K,融解压4.5GPa，如此的高温高压显然是极其困难。,历史,制备困难,历史,历史,蓝色半导体激光器解理面干法刻蚀、湿法刻蚀,应用,应用,应用,应用,应用,应用,应用,展望,在半导体蓝色激光器、非极性LED领域，中村修二正与国家半导体照明应用系统工程技术研究中心开展合作。半导体蓝色激光器是“激光电视”的核心部件。作为新一代电视机，激光电视比液晶电视的色彩更逼真，清晰度更高，能耗也更低。从1998