戴夫是加拿大阿爾伯塔省卡爾加里大學的一位光子學工程師。當他2002年再次驅車到達一個名叫圖洛波哈拉的尼泊爾小村莊時,發現村民們還在用一年多前他留在那里的發光二極管燈泡工作和閱讀。村民們每天晚上使用這些燈泡4小時左右,然后通過一臺腳踏發電機,在半小時里就可以給電池充滿下次用的電。
戴夫之所以出門旅行時攜帶發光二極管燈泡,是因為它們堅固耐用、便于攜帶,并且效率極高,能從少量能源中獲得大量的光。比如他用的發光二極管燈泡,功率僅僅為一瓦,所產生的光亮卻很夠用。
發光二極管初創于約40年前。當時研究者們初步弄清如何從半導體晶體中榨取光。這些晶體被密封在透明的環氧樹脂里面,暴露在電流下面,電流驅動帶有負電荷的電子朝著帶有正電荷的極的方向移動。在這一過程中解放出來的能源形成了光子。但早期的發光二極管只能產生昏暗的紅光或綠光,主要適用于數字式鐘表和計算器。
10年前,工程師們采用磷化銦鎵鋁發明了一種半導體晶體,能產生亮得多的紅光。同時,日本的中村秀二開發出了第一支實用的藍光發光二極管。這些看似小小的進展,之所以產生巨大的影響,因為藍、綠、紅3種發光二極管結合起來,能夠形成大多數顏色,就像這3種顏色的磷光劑形成了彩色電視的各種色彩一樣。
今天,高強度的彩色發光二極管燈泡已隨處可見。在城市里只要驅車繞一圈兒,您就必定會遇到紅綠燈,而其中很多已是從白熾燈泡改用紅光和綠光發光二極管燈泡。在全美國,已經有大約50萬處這種采用發光二極管燈泡的紅綠燈。這種迅速的轉換,原因很簡單——白熾燈泡必須每年更換,發光二極管紅綠燈則能夠持續使用5年~10年。發光二極管的耗電量還比其所取代的傳統信號燈至少降低80%~90%。加在一起,新的紅綠燈每年在美國起碼節省4億千瓦時的電力。
如果創造一種既節能又廉價和具有審美特征的白光發光二極管,在辦公室和起居室里取代愛迪生發明的白熾燈泡,就能實現比這大得多的節約?,F在世界上主要的燈泡制造廠家,包括通用電氣公司、飛利浦公司等,都在與半導體制造廠家攜手,為達到這一目標而努力。
設在華盛頓的光電子工業開發協會預測,白光發光二極管到2020年,可能會使美國照明用電減少一半,從而每年節約1000億美元,同時,還能把生產能源所造成的碳排放量減少2800萬噸。
(摘自《參考消息》)