YABO鸭脖有限公司

发光二极管（Light-emitting diodes，s）是基在半导体元件的窄带光源，发光波长规模从红外到紫外。第一个LEDs的研发在1950s及1960s年月就于几个试验室举行，发光波长为红外到绿光不等。

可是，蓝光LEDs的研发却很是艰巨，又用了30多年才实现，此中需要研究高质量晶体的生长技能、宽带隙半导体的p型掺杂节制技能，而这些技能只有于1980s末期于GaN系统上患上以实现。别的，高效蓝光LED的研发也需要制备出具备差别构成的GaN基合金，并需要将之集成为异质结及量子阱类的多层布局。

高效白光LEDs的发现成绩了用白色光源。荧光质料受蓝光LED照射引发，会发出绿、红谱段的光，它们与蓝光归并后看起来就是白光。别的，具备差别互补色（红/绿/蓝）的几个LEDs一路用也能够形成白光。

以上两种技能被用于现今的高效电致发光白光光源中。这些光源具备很长的寿命，已经经于通用照明范畴被用以替换白炽灯及荧光灯。由于照明用电占整个电能耗损的20-30%，而这些新型白光光源泯灭的电能仅仅是平凡灯胆的1/10，以是利用高效蓝光LEDs实现了显著的节能效果，这一发现将造福人类。

是以，本年的诺贝尔物理学奖颁给了高效蓝光LEDs的发现者：I.Akasaki、H.Amano及S.Nakamura。

1、初期汗青

第一例用固体器件电致发光的报导源自任职在Marconi Electronics的H.J.Round，时间为1907年。他于SiC晶体上的两个触点间施加电压，于低电压时不雅察到黄光发射，高压下却不雅察到了多种颜色发射。前苏联的O.Losev（1903-1942），一名器件物理学奖，在1920s至1930s时期也于国际期刊上发表了几篇有关SiC电致发光的文章。这些研究先在现代固态质料电子布局理论的成立。

半导体物理及p-n结研究的进展（1940s期间 1940s指20世纪40年月，下同（译者注）），成绩了1947年美国贝尔德律风试验室（Bell Telephone Laboratories）的晶体管伟年夜发现，Shockley、Bardeen及Brattain分享了1956年诺贝尔奖。研究者也最先意想到p-n结也能用做发光器件！

1951年，任职在美国Signal Corps Engineering试验室的K.Lehovec等就据此注释了前述SiC电致发光征象：载流子注入结区后电子及空穴复合后发光。可是，实测的光子能量要低在SiC的能隙，他们认为此复合历程多是杂质或者晶格缺陷主导的历程。1955年，用其他几种III-V化合物也不雅察到了载流子注入电致发光征象。1955-1956年，贝尔德律风试验室的J.R.Haynes发明Ge及Si电致发光征象的机制也是p-n结区中电子及空穴的复合而至（如图1）。

图1.p-n结发光的道理示用意

p-n结施加正向偏压后，电子沿n到p的标的目的注入，空穴以相反标的目的注入，电子及空穴复合发光（自觉发光）。LED发光效率要高，很主要的一点是所用的半导体质料为直接带隙型；间接带隙型LED发光效率不高的缘故原由是需要光子辅助复合这一历程。LED器件的量子效率等在比值：（发射光子数）/（给按时间内接触结区中注入电子数）。