蓝光led的材料分析和作用 蓝光led灯有什么作用

最近，2014年的诺贝尔物理学奖花落日本，其获奖的项目就是蓝光LED的发明。什么是LED呢？简单地说就是发光二极管，在很多电视机的遥控器上就有这个红色的一闪一闪的小LED灯，在浙江与广东有很多制作LED的家庭作坊，它们制造了大量的LED，然后拿到浙江义乌的小商品市场以极其低廉的价格出售到全球各地，可以说，LED是一个巨大的产业。

蓝光LED与其他的LED稍微有些不同，在于它的材料的特殊性：一般的LED用的材料是砷化镓，蓝光LED用的是氮化镓。氮化镓是一种十分难做出来的半导体材料。蓝光LED发出的光的波长大约是440纳米，这是一种蓝色的光。

LED为什么会发亮？这与半导体行业的一个基本概念有关，那就是空穴。空穴相当于一个坑，电子掉到这个坑里以后，会放出能量，这就是发光的原理——电子就好像是一辆汽车，开到了一个水坑里，会溅起水花——这个水花就是发出的光。半导体内都有空穴，但是这些空穴的深浅不一样，导致能发射出来的光的能量（颜色）也不一样。

那么，LED发光强度与什么因素有关呢？这与半导体材料的光学折射率有关，因为一般的半导体材料的折射率接近4，这是非常大的，要知道，空气的折射率仅为1。所以，当电子掉进坑里发出光来以后，光在半导体材料内能顺畅传播，但它要想传播到空气中，真的非常困难，因为会发生全反射——就是说光不能从半导体材料折射到空气中继续传播，全部折回去了。这与海市蜃楼的原理差不多。半导体内发的光传播不出来，这就是最初蓝光LED的亮度很暗淡的原因。

后来，日本中村修二等人改进了半导体材料，降低了材料的折射率，使得光可以射出来了，而且亮度很高，这就是蓝光LED的亮度得以提高的关键。