一个LED灯的自述
大家好,我是一个发光二极管,但你们可以叫我LED。在我照亮你们的世界之前,照明的舞台属于那些老式的玻璃灯泡。它们工作时会变得滚烫,足以烫伤你的手指,而且非常脆弱,轻轻一碰就可能破碎。而我则完全不同。我是一个微小的半导体,一块小小的芯片,可以在不产生大量热量的情况下发光。我坚固耐用,寿命很长,而且我消耗能量的方式是“小口啜饮”而不是“大口吞咽”。但是,要成为今天你们随处可见的明亮、多彩的光源——在你们的手机里、电视屏幕上,甚至照亮整座城市——对我来说是一段漫长而充满挑战的旅程。这趟旅程花费了全世界最聪明的头脑数十年的好奇心、挫败感和令人难以置信的决心。我的故事,始于一个微小的火花,它必须学会如何用彩虹的所有颜色闪耀。
我的旅程始于一个特殊的日子:1962年10月9日。在美国通用电气公司工作的一位名叫小尼克·霍洛尼亚克的科学家,是第一个真正让我发光的人。他用一种特殊的材料混合物创造了我,当他给我通上微弱的电流时,我发出了明亮而炽热的红光。虽然一开始并不算很亮,但这是一个开端。在那些早年,我是一个“专家”。你不会在房间里找到我来照明。相反,我是你计算器上那个告诉你电源已开启的红色小点,或是电子手表上发光的数字。我很有用,但我的世界很小,而且是单色的。后来,在1972年,另一位在孟山都公司工作的科学家,名叫乔治·克劳福德,给了我一个新的声音。他找到了让我发出黄光的方法,并且还让我发出的红光比以前亮了十倍。这是巨大的一步。我变得越来越全能,但所有人都知道,一个至关重要的部分仍然缺失。要创造出能取代那些又热又旧的灯泡的真正白光,我还需要学会一种颜色。那是所有颜色中最难的一种:蓝色。
对蓝光的追求成了我所在世界里最艰巨的挑战之一。几十年来,科学家们都称它为“不可能的颜色”。他们可以让我发出红色、黄色、绿色和橙色的光,但要找到能稳定发出明亮蓝光的特定材料组合,似乎是一个无解的谜题。这就像试图用沙子建造一座塔,每一次尝试都以崩塌告终。许多杰出的研究人员尝试过,最终都放弃了。问题在于,他们需要的材料——氮化镓,极难被培育成完美、纯净的晶体。没有这种完美,我就无法发出蓝色的光芒。但在遥远的日本,有三位科学家拒绝放弃。他们的名字是赤崎勇、天野浩和中村修二。他们是我的英雄。从20世纪80年代末到90年代初,他们以令人难以置信的耐心进行着研究。赤崎勇和天野浩是一个大学团队,而中村修二则在一家名为日亚化学的小公司工作。他们尝试了数千次实验,不断改变配方,调整温度,从未失去希望。他们面临的挫折和失败足以让其他人望而却步。最终,经过多年艰苦卓绝的努力,他们实现了这个“不可能”。他们发现了培育高质量氮化镓晶体的秘诀。终于有一天,他们将电流通过他们的一个新作品,我迸发出了绚丽而充满活力的蓝色光芒。那一刻,永远地改变了光的历史。
那道美丽的蓝光是拼图的最后一块。有了红色、绿色,以及我新学会的蓝色,我终于可以将它们混合在一起,创造出一种革命性的东西:干净、明亮且高效的白光。照明世界从此被彻底改变。突然之间,我不再仅仅是某个小装置上的一个微小指示灯。我成为了万物的光源。我是你的智能手机屏幕能够显示数百万种颜色的原因。我是你巨大电视上那清晰、锐利的画面。我点亮汽车的前灯,让夜间驾驶更安全,我照亮整个体育场和城市街道,而所有这一切,都只用我的祖先——白炽灯泡——所需能量的一小部分。我的故事,从1962年一道微弱的红光,到90年代蓝光的突破,是人类坚韧不拔精神的证明。它表明,即使是一个看起来“不可能”解决几十年的问题,也可以通过奉献和协作来攻克。我很自豪能成为这种精神的产物,我将继续照亮世界,为每一个人创造一个更光明、更可持续的未来。
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