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“照亮21世纪的LED灯”摘奖 3名日裔科学家将平分奖金(组图)

2014-10-08 4030
赤崎勇日本国籍
  1964年于日本名古屋大学获得博士学位。现为日本名城大学教授、日本名古屋大学特聘教授。


天野浩(日本国籍)

  1989年于日本名古屋大学获得博士学位,现为日本名古屋大学教授。


中村修二(美国国籍)

  1954年出生于日本伊方町。1994年于日本德岛大学获得博士学位。现为美国加州大学圣巴巴拉分校教授。


油灯

油灯 (约公元前15000年) 0.1lm/W

  白炽灯 (19世纪) 16lm/W

荧光灯 (20世纪) 70lm/W

LED (21世纪) 300lm/W

(注:流明是光通量的单位,用来描述光源发光总量的大小。lm/W是“流明/瓦”的英文缩写,指光源所发出的光通量与它所消耗的电功率之比,即光源的发光效率。)


专家解读

专家解读

  一只LED灯泡能亮5万小时

说到LED(发光二极管)很多人已经相当熟悉了,新街口大屏幕、汽车尾灯,用的大都是LED技术。东南大学电子科学与工程学院教授张雄解释说,和传统的白炽灯相比,LED灯高效、环保,一只13W的LED灯的发光率等同于一只60W的白炽灯灯泡。原理上,一只LED灯泡能亮5万个小时,一天点4个小时能点30年。

“说高亮度LED是人类继爱迪生发明白炽灯泡后最伟大的发明之一,一点都不夸张。”

根据研究数据,多数高级LED灯的能耗可以低至普通灯泡的不到二十分之一,但耐久度分别是荧光灯和白炽灯的10倍和100倍,且照明效果更加稳定。

这种灯诞生以来也一直在不断提高发光效率,最新纪录达到了每瓦功率产生300流明的亮度,相当于白炽灯的15倍。

手机键盘灯最早用上蓝光LED

诺贝尔物理学奖颁奖词中指出,“高亮度蓝色发光二极管”带来明亮、节能的白色光源。

张雄解释说,发光二极管(LED),是一种半导体组件。它被誉为21世纪的新型光源,具有效率高,寿命长,不易破损等传统光源无法与之比较的优点。

集齐了红、绿、蓝三原色后,LED被大规模的推广应用,最初用作指示灯、显示板等,“比如手机的备用电源,按下手机键盘会变亮,键盘背后就藏着几块LED灯。”

随着液晶屏的问世,电脑屏幕、电视屏幕、大型户外屏幕,都用上LED技术,高档轿车的日间行车灯、尾灯用上LED灯。随着白光LED的出现,LED也被用作照明。在家转一圈,冷不防能发现哪个灯泡是LED灯。

LED蓝光伤眼和生产技术有关

随着液晶屏幕推广使用,有医学专家指出,屏幕中的蓝光会伤害视力,影响睡眠。张雄教授解释说,这主要和白光LED生产技术有关。“白光LED的原理是蓝光LED芯片激发黄色荧光粉转化后形成白光。这让灯光显得不那么自然,有时近乎惨白,而自然光是偏黄的。”蓝光危害是指光源的400—500纳米蓝光波段如果亮度过高,眼睛长时间直视光源后可能引起视网膜的光化学损伤。蓝光危害程度取决于人眼在灯光下所累积接收的蓝光剂量。“蓝光芯片+黄色荧光粉”,使LED灯光中蓝光的含量相对较高,但这不代表LED灯比其他灯具更伤眼。“节能灯同样有这个问题。”随着LED工艺的日渐成熟,厂商不再需要通过一味提高灯具的色温和功率来实现高流明度,客观上也降低了蓝光过度的可能性。

专家认为,蓝光一定程度上控制着人的生物钟。蓝光刺激会促进我们的身体分泌皮质醇(可的松),使我们精力旺盛地进行工作。而在夜晚,就不宜采用蓝光较多的冷色光,最好采用暖色光。为孩子购买LED台灯时,应挑选低色温的灯具,对人体内褪黑素分泌的影响较小,有利于孩子睡眠。

扬子晚报全媒体记者 蔡蕴琦

东大教授回忆—

他们不畏权威 打破“无蓝光”论

东南大学电子科学与工程学院教授张雄1987年赴日本东京大学攻读博士学位,1992年获得工学博士学位后在日本奥林巴斯(Olympus)株式会社任主管工程师,在日本求学工作期间与中村修二成为朋友。

据他回忆,上世纪90年代初日本的“应用物理大会”上,很多大腕级的专家、教授经过成千上万次实验,得出一个结论,“LED不可能发出蓝光”,随后日本有大公司宣布放弃研究LED蓝光。当时名不见经传的中村修二站出来反驳这一观点,他认为LED完全有可能发出蓝光。而另外两位志同道合的日本名古屋大学的教授赤崎勇、天野浩也在为寻找LED蓝光而努力着。

1993年,中村修二的研究终于有了突破,他用了金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)的方法,合成了半导体材料氮化镓,让LED发出了蓝光。赤崎勇、天野浩两位教授在实验室用另一种方法实现了蓝光LED。中村修二的方法让蓝光LED大规模工业化变为可能。

张雄告诉记者,90年代中后期,中村修二一跃成为炙手可热的“蓝光之父”。研究之初,中村修二几乎靠一己之力艰难地坚持着,获得成功后,为了更好地证明自己,他选择离开了日本,移民美国,担任加州大学圣巴巴拉分校教授。“中村修二的英语不够流利,到美国多年后英文一直不太好。”

扬子晚报全媒体记者 蔡蕴琦

作者:蔡蕴琦
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