LED灯

爱迪生发明白炽灯的故事几乎众人熟知，熟悉到已经缺乏新鲜感了。爱迪生的白炽灯在诞生后统治了世界一百多年，而在当代被人们追捧的则是电光源的新秀——LED灯。这是一个我们常常看见的词，意思是“发光二极管灯”，它的诞生，还有一段波折的传奇故事呢。谁能想到，如今万众瞩目的新光源曾经是被人们抛弃过好几次呢？

1907年，英国物理学家朗德（H.J. Round）在研究碳化硅晶体时，意外地发现，当电流通过碳化硅时，碳化硅会发出暗淡的黄色光。

爱迪生发明的钨丝灯之所以能发光，是因为电流在通过钨丝时产生极高的热量，温度可以达到2000摄氏度以上；钨丝处于高温的白炽状态时，就如同烧红的铁一样发出光来。从这里我们可以明白，钨丝灯有两个非常致命的缺点：首先，它的能量利用率不高。光只是钨丝发热时的“副产品”，大部分的电能都被热量消耗掉了；其次，高温会不断蒸发钨丝上的钨原子，白炽灯的寿命会很短。

而碳化硅发光的原理则完全不同：出于某种特殊的物理结构，电子可以直接激发光线，直接跳过了“高温”这一步。敏锐的朗德立即想到了利用碳化硅作为新光源的意义，但它的光实在是太弱了，恐怕只有盲人才能忍受在这样的光线下阅读。在几年的努力研究后，一无所获的朗德最终放弃了这项研究。

一晃十年过去了，20世纪20年代后期，两位德国科学家重新把这项研究从科学界的“垃圾堆”里翻了出来，他们使用的不再是碳化硅，而是锌硫化物和铜中提炼出的黄磷。和碳化硅一样，黄磷也拥有特殊的物理结构，能在电子的激发下发出可见光。这些物质统称为“发光二极管”，也就是LED。不幸的是，两位科学家把情况想得太过乐观了，在花费了大量时间精力之后，最终他们也没有战胜这过分暗淡的光线。千里马易寻，而伯乐难得，LED的美丽光芒，就这样又被埋没了起来。

弹指一挥间，到了50年代，随着时代的发展和科技的进步，各大科技公司纷纷投身到了LED灯的研究中。经过许多人的不懈努力，终于在1962年8月8日，美国通用电气公司开发出了世界上第一种可实用的红光LED。又过了10年，人类又制造出了第一个黄光LED，而且这个时候的LED灯的亮度被提高了10倍。

大家或许已经注意到了，LED灯，根据材质的不同，只能发出单色的光。砷化镓二极管能发出红光，碳化硅二极管能发出黄光，后来人们又发现磷化镓二极管能够发出绿光，但人类最需要的，是白光。想要合成白光，仅靠红光、黄光、绿光是不够的，人们还需要蓝光。

寻找蓝光LED的道路是崎岖的，也是漫长的。60年代末，日本学者赤崎勇就开始研究基于氮化镓基础上的蓝光LED，这项研究一直兢兢业业地进行了近30年，他和学生天野浩为蓝光LED的研究做出了许多贡献，在他们的研究基础上，1994年，在日亚化工工作的中村修二用烟氮化镓制造出了亮度很高的蓝光LED灯。他们也凭借这项研究成功，获得了2014年的诺贝尔物理学奖。

蓝光LED的出现，立即给人类带来了白光LED灯，它最大的优点当然是发光效率高：一个白炽灯电能转化为光能的转化率只有10%左右，而LED灯可以达到60%，利用率比节能灯还高；第二，它寿命长达10万个小时，可以使用10年以上，而白炽灯的寿命只有1000小时左右；第三，LED灯需要的电压很低，几伏特就足够了，安全可靠。

目前，因为造价较贵，家用的LED灯还不普及，但LED灯早已广泛渗入到我们的生活中。从手电筒上小巧明亮的LED灯，到街头的红绿灯，再到液晶电视机采用的、更加明亮鲜艳的背光LED灯，我们无时不刻在享受着前人智慧的成果。人们推算，到了2020年，LED光源将成为最便宜的光源，假如届时它能够在全世界普及，那人类用于照明的耗电将减少一半。