|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://scon155.phys.msu.su/rus/LEDs.html
Дата изменения: Sat Dec 4 18:46:58 2010 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:49:20 2012 Кодировка: koi8-r |
Проблема света была одной из важнейших жизненных проблем для человечества, начиная от открытия огня. Один из замечательных уроков по научной истории этой проблемы дан в "Истории свечи" Майкла Фарадея. Изобретение лампы накаливания Томасом Эдисоном в конце XIX века дало человечеству электрическое освещение; принципы действия ламп накаливания мало изменялись в течение 120 лет. Важным шагом в светотехнике, начиная приблизительно с середины XX века, стало применение люминесцентных ламп, основанных на свечении газового разряда и преобразовании этого свечения в нужный спектр люминофорами.
Преобразование электрической энергии в световую, основанное на излучательной рекомбинации электронов и дырок при протекании тока через p-n-переход, было открыто О.В. Лосевым в 20-х гг. Понадобилось более 40 лет развития физики полупроводников и полупроводниковых приборов, прежде чем светодиоды стали эффективными источниками света. Исследования физики гетеропереходов в полупроводниках типа AIIIBV в 1960-80-х гг. (Нобелевская премия 2000 г. Ж.И. Алферову) привели к качественному скачку в свойствах светодиодов и лазеров; эффективность красных и желтых светодиодов (световая отдача в люменах на Ватт) превысила эффективность ламп накаливания, а инфракрасные и красные полупроводниковые лазеры стали работать при комнатной температуре в режиме постоянного тока.
В начале 90-х гг. японский инженер Ш. Накамура изобрел способы и устройства, которые позволили создать светодиоды на основе полупроводников типа нитрида галлия - GaN и его твердых растворов. Эти светодиоды излучают в фиолетовой, голубой и чисто зеленой области спектра и их эффективность тоже превысила эффективность ламп накаливания. Были созданы светодиоды белого света, создаваемого или сочетанием диодов трех цветов, или сочетанием голубого диода с люминофором, преобразующим голубой свет в желто-зеленый.
Исследования и разработки структур и приборов на основе нитрида галлия - одна из самых "горячих" проблем и в физике полупроводников, и в опытных и промышленных разработках оптоэлектронных приборов из нитридов III группы. Исследования полноцветных приборов и источников белого света привлекли внимание лабораторий крупнейших светотехнических фирм. По общему мнению физиков и инженеров, собиравшихся на разных Международных конференциях в 1998-2000 гг., XXI век станет веком полупроводниковых источников света. Американская программа, разрабатываемая на ближайшие десятилетия, предполагает, что в результате применения светодиодов экономия электроэнергии будет эквивалентна строительству 100 атомных электростанций. Сенат США выделил на эту Программу 30 млн. долл. в 2002 г. и по 50 млн. долл. ежегодно вплоть до 2011 г. Авторы Программы сравнивают ее значение для США с "Проектом Манхэттен" (программой работ по созданию атомной бомбы в 40-е годы). Доходы международных фирм, занимающихся полупроводниковыми нитридами, достигли в 1999 г. 420 млн. долл., и предсказывается, что они достигнут 4.5 млрд. долл. в 2009 г.