[影音] 大師講座：中村修二《嶄新光明大道》
[影音] 2014諾貝爾獎物理獎得主中村修二：嶄新…
![[影音] 大師講座：中村修二《嶄新光明大道》](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/wp-content/uploads/2015/08/620_280.jpg)
LED
[演講] 2014諾貝爾獎物理獎得主中村修二：嶄新光明大道
[物理大師演講] 2014諾貝爾獎物理獎得主中村修二：嶄新光明大道
中村修二被譽為藍光LED之父，是2014年諾貝爾物理學獎得主。
臺灣大學特邀現任職於美國加州大學聖塔芭芭拉校區中村教授，來臺大演講進行一場公開演講，全程以英文講述，歡迎有興趣的觀眾報名參與！
【2014諾貝爾物理獎特別報導】藍光─把嶄新的光明帶到世界的角落
一個發光二極體，是由好幾層的半導體物質所構成的。在LED裡面，電直接被轉化成光(光子)，與其他光源相較更為節能，因為其他的光源將大部分的電轉換成熱能，只有少部分的電轉換成光。白熾燈也好，鹵素燈也罷，都是使用電流加熱燈絲來發光。之前被稱為節能燈具的螢光燈，則是藉由電來激發氣體，進而產生光和熱。在LED燈問世後，螢光燈的節能稱號便拱手讓出。
因此，相較於以往的照明設備，新的發光二極體僅需少許的能量。今日，LED燈還在持續不斷地改良，只為追求更加節能，讓每單位輸入電能所達到的光通量愈來愈高。關於一顆LED燈的最新記錄是每瓦300流明（300 lm/W），相較之下，一般白熾燈泡只有每瓦16 流明，日光燈管頂多每瓦70流明（瓦是電功率的單位，流明則是光通量的單位）。由於全世界的用電量中有四分之一用於照明，LED燈的貢獻就是大大節省世界的能源。
LED燈也比其他照明設備長壽。在燈絲被燒壞前，白熾燈可以使用約1千個小時，螢光燈則為1萬個小時，而LED燈可以使用約10萬個小時，因此使用LED燈能讓物料的耗損顯著地縮小。
從半導體中產生光
LED科技與當今的行動電話、電腦和所有依據量子現象的電子裝置，有著相同的工藝。發光二極體摻雜數層半導體材料：n型層的多數導電粒子為帶負電荷的電子，而p型層則缺少電子，其多數導電粒子為被描述成帶有正電荷的電洞。
在這兩者之間是一個活性層，當半導體通上電以後，就會驅動在其間帶有負電荷的電子與帶有正電荷的電洞。電子和電洞相遇時就會重新結合並發光。至於光的波長則完全要看半導體的材質。用七彩的彩虹來觀察，藍光屬於短波光的一端，所具能量較高，只有某些物質能產生藍光。
【2014諾貝爾物理獎】照亮世界的嶄新光芒
今年諾貝爾物理獎桂冠頒給三位發明節能且環保的光源發明家，他們是日籍科學家赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)、和中村修二(Shuji Nakamura)。諾貝爾獎的精神是要把獎項頒給對全人類有最大獲益的發明。使用藍色發光二極體(LEDs)，就能用全新的方式製造白光。而LED燈的問市，使世人現在有比舊的燈具更加節能的選擇。
當赤崎勇、天野浩、中村修二在1990年代，他們三人所研發的二極體終於產生高亮度的藍色光以後，就引發了光電科技的全面變革。
綠色和紅色的發光二極體許久以前就存在，但沒有藍色的光，就無法生產出白色的燈泡。儘管科技業界及學界投注了大量的心力，藍色發光二極體的研發仍花了30年的時間。
許多的人連連敗退，但這三位科學家卻成功了。這次獲獎的三位得主，赤崎勇與天野浩是名古屋大學的同事；中村修二則發跡於日本德島的一家小公司─日亞化學工業公司，雖然出身並不顯眼，但卻是高亮度藍色發光二極體與青紫色激光二極管的發明者，世人稱他為「藍光之父」。
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔IV〕
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔IV〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
教師手冊之二（Teacher’s Guide II）
實驗紀錄樣本
A. 實驗數據紀錄於表二，並進行數據處理。
本次實驗設定IC = 5 mA。
表二 配製一個空白液和五種標準液以及未知濃度的測定
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔III〕
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔III〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
教師手冊之一（Teacher’s Guide I）
背景資料
A. LED測試盒
整組儀器除了定電流LED驅動電路需仔細配線外，其他很容易按「學生手冊」的說明組裝。在定電流LED驅動電路方面，可以考慮以市售LED測試盒代替自己組裝。一個LED測試盒價格約250元，可到電子街詢問，作者購自台中廣華電子。
按照圖一的順序連接，先選擇定電流值（2~30 mA，下圖係選用30 mA進行連接）後，再連接一個藍光LED，便完成定電流驅動電路。
圖一 利用LED測試盒完成定電流驅動電路
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔II〕
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔II〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之二（Student Handout II）
實驗步驟
B. 實驗操作流程圖
1. 放置比色管到比色槽中，並用一顆樂高積木（2 × 4）予以加蓋，如圖十二所示。
圖十二 放置比色管到比色槽中
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔I〕
化學教室活動：自製簡易光電比色計（Homemade Simple Spectrophotometer）〔I〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之一（Student Handout I）
實驗介紹
本實驗的目的是藉由自製簡易的光電比色計，透過數個等差級數濃度的標準液，以及Excel軟體製作檢量線，來探討有色溶液濃度的測定。再者，藉由此機會，學習光電比色計所涉及的光電原理。
在高中化學課本裡，提及有色溶液的顏色越深，其濃度越濃。這僅僅是定性關係的描述。在此次的活動中，經由自製簡易的光電比色計及進行實驗，更深入地探討有色溶液的濃度與顏色深淺之定量關係。
有機發光二極體 （Organic Light-Emitting Diodes）
有機發光二極體 （Organic Light-Emitting Diodes）
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
有機發光二極體(organic light-emitting diodes, OLED)中最簡單的構造就是將發光層(即有機材料)夾在兩個電極之間，像三明治形狀，而基板為與發光機制無關的玻璃，是用來當支撐的。此結構與發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)的結構很像，LED一般結構為陽極n型半導體、活性層、p型半導體陰極。
Pages
- 1
- 2