LED的發明過程與傳奇科學家Nick Holonyak Jr.

LED是怎麼被發明的呢?發明它的Nick Holonyak Jr.又是怎麼樣的人?
 


LED的學理名稱是正式發光二極體,是一種半導體固體發光器件,固體半導體晶片作為發光材料,透過環氧樹脂封裝,在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射,不存在燈絲發光易燒、熱沉積、光衰等缺點,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,可以廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來,世界上一些經濟發達國家圍繞LED的研製展開了激烈的技術競賽,比方說美國從2000年起投資5億美元實施國家半導體照明計畫,歐盟也在2000年7月宣佈啟動類似的彩虹計畫,無不希望能夠將舊時代的白炙燈泡掃除掉。

在業界有人稱LED光源為長壽燈,意為永不熄滅的燈。由於LED體積小、響應快、壽命長,LED燈具抗震動性好且小,可以提高汽車有限空間的利用率,尤其是在節能問題上,LED成為前照燈新光源的不二之選。目前石油價格飛速上漲,當我們在前照燈上使用普通燈泡時,每個所需的功率為55-60瓦,而使用LED後可能只要3-5瓦,這樣就節省了許多能源和消耗。而LED燈具造型的多變不僅為前照燈的設計提供了更大的設計空間和自由度,甚至會導致汽車造型的變革,也就是可能會更具流線型、更新穎時尚。

火熱的LED議題成為舉世焦點,那麼最早發明LED的人又是誰呢?很多人也許還不知道,在1962年發明LED的Nick Holonyak Jr.,他當時只是美國大廠通用電氣公司(General Electric Company,GE,又稱為奇異)的一名普通研究人員,打造出了第一顆紅光LED,而且他還認為未來能夠發出其他波長的光,意味著LED將有很多種不同的顏色光,未來白炙燈一定會被LED取代掉。

Nick Holonyak Jr.是在美國伊利諾大學(Urbana Champaign)取得電機工程(EE)博士學位的,1954年拿到博士學位並進入美國當時最重要私人研究機構之一的美國貝爾電話實驗室時,他才年僅26歲,洋溢著出色的才能。1954年的時候他進入美國軍隊服役,之後在1957年開始進入GE,持續工作到1963年,還發明了第一個發出紅光的半導體雷射裝置,也就是LD,稱為雷射二極體,是後來許多光碟裝置、印表機或影印機裝置的關鍵組件。

Nick Holonyak Jr.在發明了LED後,在1963年離開GE,出任其母校,也就是我們前面提到的美國伊利諾大學電機工程系教授,成為專門的人才培訓家,以及有道德感的科學家。許多它的學生後來都在美國加州的矽谷成立自己的事業,參與了矽谷帶動的科技浪潮。

Nick Holonyak Jr.還發明了閘流體(Thyristor),也被稱為晶閘管,擁有能夠讓交流電、直流電互相轉換的能力,對於未來的電力能源儲存有一定的幫助,目前全球有3成的電能是透過閘流體進行轉換的。他的許多貢獻獲得了美國國家科學獎、美國國家技術獎,2004年還獲得Lemelson獎,可說是美國本土獎金金額最高的發明獎項,可說實至名歸。

現年79歲的他,仍然在繼續研究,希望透過LED的技術,讓光學開關整合在晶片上,未來能夠完成高速的光電腦。

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