这个就是具体的一个蓝光的LED的结构，为什么一定是氮化镓呢？氮化镓有它的特点这张图是为了说明氮化镓，氮化镓铝或者是氮化镓铟，是一个比较好的化合物半导体用来做蓝光，同时加云光粉可以变成黄光最后生成白光的。请注意这张图它的分布，这个里面有氮化镓、氮化铝、还有碳化硅，你们看这个碳化硅是不是跟氮化镓的常数更近一点，这个也是考量很重要。有的时候手头的资料不够，只能够经过实践再来进一步抓住效果比较好的配方，这里是进一步说明这样的。 我们讲到蓝光的这个LED不得不讲到一个发明蓝光的科学家，叫中村修二，他是生于1954年，他发明了第一个高强度氮化镓的LED，目前这个已经大量生产。但这个LED的蓝光部分刚才已经说过了，由云光粉转化为黄光，黄光蓝光综合的时候就成了白光LED的关键技术，他还发明了蓝光激光器，他得到了2006年的千年技术奖。他得到这个奖就说，他是一个坚持和献身于研究工作，并作出了重要突破的光辉榜样，他带来极大的决心，工作了几十年，即使实验的种种的挫折，都没能阻止他达到目的，该领域的其他人认为几乎是不可能的，用他自己的反应系统来积极开发这个固体材料，在他氮化镓的方案中，终于得到了产生蓝光、绿光、白光的强大光源，也创造了蓝光激光器。中村讲他为了持续我们民族的科学进步，我认为要紧的不仅是科学专业，而要对所有的人进行更好的科学教育。1997年1月中村修二等在加州大学分校宣布了氮化镓激光器开发。这样的技术目前已经发出了脉冲光，中村发明的这个蓝光的激光器和蓝光的LED对节能环保的固态照明贡献是显而易见的。 好，为了大家对这个LED更直观一点，我这里编了一张图，因为现在大家可能有点混淆，又是光通量，又是亮度，又是照度，什么是照度？照度原来就是在被照的面积上面能够用的最大的光通量，这样的照度显然就是跟距离有关，所以这个照度是另外一个单位，光通量我们是用流明，光效我们是用每瓦流明。这里我们照度是用一个单位叫勒克斯，我们可以比较一下，在月亮下面勒克斯是1，路灯下面是10，都不太一样的，室内照明我们一般是30到300，偏差也很大。办公室照明就比较高，一般是1000到10000，因为这个地方办公室。手术灯是10000，太阳光是10万，有的公式的名字就成为叫勒克。 好，刚才已经说过了固态照明美国能源部也下了很大的决心，制订了很好的规划，在2012年能够达到每瓦150流明和两安培，这可能有点困难，但是经过努力还是能够达得到的。根据它的说法，我们能够使流明需要的要求，它的光效的要求就是90%。这里后面有的片子我们可以快点过。这个是最早，这是LED的老祖宗，在1907年就登在电视上面，它的题目是，其实就是说是讲碳化硅上的PN值的，是1907年的东西的。好，在1928年的杂志上，原来它是一个正向曲线就是刚才数学公式描述的，这部分反向的电流原来是跟平时的二极管是一样的，好到了1951年，在物理评论上就发表了这样的观点，这个理解起来并不是非常困难。 好，我们来看看它封装的照片，左边的图比较清楚的，芯片放在这个地方，宽压数值调均，当然前期要把，把蓝光变成白光，当然这里要引线，正极、负极，还有就是一个罩子把它罩起来。它的发光你看它云光粉怎么涂上去，这也是一种方法，它把芯片就存在一个底部，好不好？也不错，最后的效果这个是一个蓝光，这里是黄光，是这样的情况。 在实践过程中间，发掘了这个LED很容易形成一个静电的积累，有的甚至高到几百伏，这个形成静电的当然倒不会对人们健康有什么很大的影响，但是就带来了加工上的困难，因为静电积累以后，它有很多比较高电的静电或者积累，使他在整个产品的加工过程中间带来了困难。那么工程师又找到了没有静电的一个，这个地方是叫，也就是0、-1、0、0，是这样一个关系，因为我这里的蓝宝石是，所以A、A、A是一样的一个，西方向又有一个，所以它有四个数字来代表指数的，这样来描述晶体的。 好，这张图是说随着年份的增加，到目前已经是2012年了，加州大学分校的LED是像火箭一样的起飞，你看这张图是不是像一条红颜色的蛇的头抬上去了，这样一个是什么意思？外量子效率，一下子到了2007年不到就上去了，一下就很高。那么我们假如有了刚才说的没有接近这个面以后，我们一下子产品的性能一下就上去了，这里就是有CSB最近的一些发光二极管LED的，多量子阱的跟平常的一个器件做了比较，这是这张投影片。

我们下面有不少投影片就讲到电流、功率，还有外量子效率，这个就是其中一张，这张也讲到了里面的结构，这里还讲到了它的光显示有多少，还有就是正向的电压多少，还有电流多少，这是各种方式画成的图。它的电性能、光性能大致上有多少。它的热管理、也就是它的热学性是什么？主要请大家要有充分的心理准备，因为我们现在的半导体发光的二极管我们是在色温下进行操作，它有的时候是电流是过脉冲的，还是比较快。我们假如说像大气的温度是代表了LED，我们来看看温度的情况，作为一个光源光效的情况，请看第一行白炽灯10到18，卤素灯25到20，节能灯是35到60，荧光灯就是我们现在用的T8T5是50到100，蛮高的。下面金属表面灯，金属卤素灯是50到90，还有白的LED是5000，但是请注意假如我们相关色温比较暖色一点，它光效要差一点，刚才已经看到了。假如我们颜色随着太阳比较蓝的那种颜色情况下，相关色温比较高的情况下面，它的光效的效果要45到59，这个都不错的。真正能够稳定在59这样数字上面，产品质量应该来说相当满意。这里当然我还有一个就是白光光源功率的转换，这个里面有红外、紫外等等，总的转换怎么样，这个表以后大家有机会可以再仔细看。 有一个问题很显然的在它热性能问题，也就是光的输出跟积温，显然我讲PN极积温升高光的输出要降低，这正好是相反的方向走。既然这个温度很高，我要来想办法降低它的温度怎么办，要有高导热系数，这里就列了一张非常重要的表，在是每厘米每度每瓦，每厘米10瓦，你们看金刚石是10，蓝宝石1.7，氮化镓1.3，氮化铝1.7，碳化硅4.9，这个硅1.5。从这个数字比较起来，显然最好是金刚石贵一点，但第二的时候，这个金刚石的时候第二个选就是碳化硅，我想到这张投影片大家应该明确到碳化硅作为材料的重要性，它的结构可以是这样的，从芯片到散热片再到下面底座，再到下面的更大的底座，它因为材料不一样，所以散热情况也不一样，能不能够用计算的方法能够把积温算出来，两年前有一个博士在硅谷碰到我，他说他能算，后来算了半天没算清楚，所以我的看法我说你还是这样坚持想办法先测量，测量以后积累数据，我们再提出数学模型，再从外面测量，从外面测量温度比较容易测，再推到里面的测量，也就是说这个热组在什么地方，在热传导的阻力在什么地方要搞清楚的。 好，这张图说明我们假如从色温、积温从63升高到74，它的功率要下降的，光的输出要下降。