半導體發光二級管及固體照明 史光國,崔凱 校 9787030187314 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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史光國，崔凱 校 著

圖書標籤:

• 半導體發光二極管
• LED
• 固體照明
• 光電材料
• 半導體物理
• 照明工程
• 電子技術
• 史光國
• 崔凱
• 高等教育教材

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030187314

商品編碼：29696633290

包裝：平裝

齣版時間：2007-04-01

基本信息

書名：半導體發光二級管及固體照明

定價：35.00元

作者：史光國,崔凱 校

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2007-04-01

ISBN：9787030187314

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.341kg

編輯推薦

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內容提要

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固體照明用白光發光二極管由於可以節省能源減少汙染且體積小、壽命長，因此已被全世界重視，中、美、日、韓及歐洲各國均積極參與研發工作。
本書係統地介紹有關白光發光二極管的製造方法及固體照明。本書內容詳細豐富，包括固體照明概述，發光二極管光取齣原理及方法，高功率紅光發光二極管，高功率藍光及綠光發光二極管，高功率紫外綫及紫光發光二極管，白光發光二極管及熒光粉，發光二極管封裝及固體照明發展趨勢與展望等。
本書可供固體照明領域的研發人員、技術人員，以及高校相關專業的師生閱讀參考。

目錄

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1　固體照明概述
　1.1 照明技術的變遷
　1.2 半導體發光二極管的基本原理
　1.3 照明技術基本參數
　1.4 高亮度發光二極管的應用
　參考文獻
2　發光二極管的光取齣原理及方法
2.1 發光二極管光取齣原理
2.2 增加光取齣效率的方法
　　2.2.1　增加內部量子效率
　　2.2.2　改進內部結構
　　2.2.3　改變錶麵結構及外形
　　2.2.4　基本結構的改變
參考文獻
3　高功率紅光發光二極管
　3.1 采用斜邊結構增加光輸齣功率
　3.2 組織結構的粗糙麵
　3.3 組織粗糙麵加斜邊結構
　3.4 小反射鏡LED
　3.5 連接在有金屬反射鏡的襯底上
　參考文獻
4　高功率藍光及綠光發光二極管
　4.1 大麵積
　4.2 FC LED
　4.3 組織粗糙麵
　4.4 幾何變形結構
　4.5 薄膜LED
　4.6 圖形襯底
　參考文獻
5　高功率紫外綫及紫光發光二極管
　5.1 UVLED
　5.2 紫光LED
　參考文獻
6　白光發光二極管
　6.1 基本考慮
　6.2 白光發光二極管的製作方法
　　6.2.1 利用顔色光二極管
　　6.2.2 藍光LED加熒光粉
　　6.2.3 紫外綫及紫光LED加熒光粉
　　6.2.4 其他方法
　參考文獻
7　熒光粉、發光二極管封裝及固體照明發展趨勢與展望
　7.1 熒光粉
　7.2 發光二極管的封裝
　7.3 固體照明發展趨勢與展望
　參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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半導體發光二極管與固體照明：照亮未來，變革生活 引言： 光，是人類文明的基石，是夜空中最璀璨的星辰，也是現代生活不可或缺的能量。從古老的火把到電燈泡，人類對光的追求從未停止。然而，傳統光源的能耗高、壽命短、顯色性差等缺點，在日益增長的能源危機和對生活品質的追求下，顯得尤為突齣。正是在這樣的背景下，半導體發光二極管（LED）技術應運而生，並以前所未有的速度，開啓瞭人類照明史上的新紀元——固體照明。 第一章：半導體發光二極管（LED）的物理奧秘 要理解固體照明的革命性，我們首先需要深入探究其核心——半導體發光二極管。LED並非簡單的“電一亮就發光”的裝置，它蘊含著深刻的半導體物理原理。 半導體材料的奇妙世界： LED的發光機製，根植於半導體材料的獨特電子特性。從矽、鍺等元素，到更復雜的化閤物半導體如砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）、氮化鎵（GaN）等，這些材料的導電性能介於導體和絕緣體之間，其電子行為可以通過摻雜等方式進行精確調控。 PN結的誕生與電子-空穴的舞蹈： LED的核心結構是一個PN結，即P型半導體和N型半導體的結閤。P型半導體中存在大量帶正電的“空穴”，而N型半導體則富含帶負電的自由電子。當在PN結上施加正嚮電壓時，電子和空穴分彆嚮PN結區域擴散，並在那裏發生復閤。 能量的釋放——光的誕生： 電子在復閤過程中，會從高能級躍遷到低能級，這個過程中釋放齣的能量，並非全部轉化為熱能，其中一部分就會以光子的形式輻射齣來。光子的能量（顔色）與半導體材料的禁帶寬度直接相關。例如，GaN材料及其閤金，能夠發齣藍光、綠光，通過摻雜和結構設計，還可以實現紅光、黃光等。 不同顔色LED的發光機製： 不同的化閤物半導體材料，擁有不同的禁帶寬度，因此能發齣不同波長的光。例如，GaAsP材料主要發齣紅光和黃光；GaP材料主要發齣綠光和紅光；而GaN及其閤金（如InGaN、AlGaN）則能夠發齣從紫外到藍綠光區域的光，這為實現全彩LED奠定瞭基礎。 LED的效率與驅動： LED的發光效率，即輸入的電能轉化為光能的比例，是衡量其性能的關鍵指標。通過優化材料、結構和製造工藝，LED的內量子效率和外量子效率不斷提升。同時，LED的工作電流、電壓等參數需要精確控製，通常需要專門的LED驅動電路來保證其穩定工作和壽命。 第二章：從實驗室到生活——LED技術的飛躍 早期的LED，主要用於指示燈等低端應用，其亮度、效率和光譜特性都存在諸多限製。然而，隨著材料科學、器件製造工藝和封裝技術的不斷進步，LED技術實現瞭跨越式發展，並逐漸滲透到我們生活的方方麵麵。 高亮度LED的突破： 通過改進外延生長技術，如金屬有機化學氣相沉積（MOCVD），以及優化芯片結構，使得LED的亮度得到瞭數個數量級的提升。這使得LED不再局限於指示功能，而是能夠勝任照明的重任。 白光LED的實現： 自然界的光綫絕大多數是白光，而LED最初隻能發齣單一顔色的光。實現白光LED，是LED照明普及的關鍵。目前主流的白光LED實現方式有兩種： 熒光粉轉換技術： 將藍光LED與黃色、綠色或紅色熒光粉結閤。藍光激發熒光粉，使其發齣不同顔色的光，藍光與熒光粉發齣的光混閤後形成白光。通過調整熒光粉的配比和厚度，可以得到不同色溫的白光，滿足各種照明需求。 三基色LED混閤技術： 直接將紅光LED、綠光LED和藍光LED集成在一起，通過精確控製它們的亮度比例，混閤齣白光。這種方式的色溫可調範圍更廣，但技術難度和成本相對較高。 LED的優勢分析： 相較於傳統的白熾燈、熒光燈，LED擁有無可比擬的優勢： 高能效： LED的光效（每瓦輸齣的光通量）遠高於傳統光源，這意味著更少的能源消耗，顯著降低電費開支。 長壽命： LED的工作壽命通常可達數萬小時，遠超傳統光源，減少瞭更換燈泡的頻率和成本。 環保健康： LED不含汞等有毒有害物質，且在工作中産生的紫外綫和紅外綫輻射極少，對人體和環境更加友好。 響應速度快： LED能夠瞬時點亮，無須預熱，且開關次數不受限製。 方嚮性強： LED發光方嚮性好，易於定嚮照明，減少瞭光綫損耗，提高瞭照明效率。 易於控製： LED的亮度、顔色都可以通過電子方式精確控製，為智能照明和動態照明提供瞭可能。 第三章：固體照明的多元應用與未來展望 LED技術的成熟，催生瞭“固體照明”這一全新的照明概念，它不僅是照明技術的革新，更是對我們生活方式的深刻變革。 通用照明領域的顛覆： 從傢庭照明、辦公照明到商業照明、城市道路照明，LED燈具已經取代瞭絕大多數傳統光源。LED筒燈、射燈、燈帶、吸頂燈等産品，以其節能、環保、美觀的特性，成為現代建築和傢居的首選。 特殊照明需求的解決方案： 植物照明： LED能夠發齣特定光譜的光，為植物生長提供最佳的光照條件，解決瞭室內種植的光照限製。 醫療照明： LED的高顯色性、低熱輻射等特點，使其成為手術室、檢查室等對光綫要求極高的場所的理想選擇。 顯示照明： LED的精確色彩控製能力，使其成為LED顯示屏、電視、手機屏幕等背光源的核心，帶來瞭更清晰、更生動的視覺體驗。 智能照明的時代： LED與物聯網、人工智能等技術的結閤，正在開啓智能照明的新篇章。通過手機App、語音助手，我們可以遠程控製燈光的開關、亮度、顔色，甚至可以根據環境光綫、作息時間自動調節照明。智能照明不僅提升瞭生活的便利性，更能有效節能，並營造更加舒適、個性化的生活空間。 未來展望： 隨著技術的不斷進步，LED照明將繼續朝著更高效率、更長壽命、更低成本的方嚮發展。同時，基於LED的新型照明應用也將不斷湧現，例如： Li-Fi（光保真通信）： 利用LED的光信號進行高速數據傳輸，實現無處不在的無綫網絡。 可穿戴照明： 將LED集成到服裝、飾品中，提供個性化照明和安全保障。 生物照明： 探索LED光照對人體生物節律和情緒的影響，開發具有健康促進作用的照明方案。 柔性LED： 製造齣可彎麯、可摺疊的LED燈，為設計帶來更多可能性。 結論： 半導體發光二極管（LED）作為一種革命性的發光技術，已經成功驅動瞭固體照明的蓬勃發展。從物理原理的精妙，到技術的不斷突破，再到如今多元化的應用，LED照明正以其卓越的性能和無限的潛力，深刻地改變著我們的生活方式，照亮著人類可持續發展的未來。這不僅僅是一次照明技術的升級，更是一場關於效率、環保與生活品質的深刻變革。

評分☆☆☆☆☆

作為一本可能麵嚮工程應用的書籍，我非常看重它在“可靠性與壽命”方麵的闡述深度。半導體照明産品要取代傳統光源，其長壽命特性是核心賣點。影響LED壽命的因素是多方麵的，包括電遷移、晶格缺陷的擴展（如位錯的滑移和擴展）、封裝材料的熱膨脹失配導緻的機械應力積纍，以及藍光引起的環氧樹脂黃變等。我希望這本書能係統地梳理這些失效模式，並提供相應的加速老化測試方法和預測模型。例如，對於高亮度LED在極端工作條件下的壽命評估，教科書式的理想模型往往會失效，需要更貼近現實的物理模型。如果書中能收錄一些經典或創新的加速壽命測試方案（ALT），並且指齣不同失效機製在壽命麯綫中的主導階段，那對於從事産品認證和質量控製的人員來說，絕對是不可替代的工具書。它應該提供的是一套完整的、可操作的可靠性工程學框架，而不僅僅是故障現象的羅列，這點至關重要。

評分☆☆☆☆☆

從定價和齣版社來看，這似乎是一本由國內權威機構齣版的、麵嚮國內高等院校和科研機構的教材或專業參考書。這種背景通常意味著它在內容上會更貼閤國內的研究熱點和教學體係。我期望這本書在色彩管理和人眼健康方麵也有所著墨。現代照明已經超越瞭簡單的“照亮”概念，它涉及到CCT（相關色溫）、CRI（顯色指數）乃至更復雜的TM-33指標。如何通過調配不同波長的芯片組閤（例如紅、綠、藍，或者紅黃光輔助藍光），精確控製光譜輸齣以滿足特定場景（如醫療、農業照明）的需求，是一個復雜的係統優化問題。如果書中能用清晰的數學模型闡述光譜匹配和色溫漂移的機製，並討論如何利用先進的驅動和反饋控製技術來保證長期運行下的色彩穩定性，那麼它就不僅僅是一本器件物理的書，而是一本麵嚮未來照明應用的設計指南。這種對應用端需求的深刻理解，正是區分一本普通參考書和一本經典著作的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和排版風格，透露齣一種低調的、務實的理工科氣質，沒有花哨的裝飾，重點全放在瞭內容的傳遞上。這種樸素往往意味著作者將所有精力都投入到瞭內容的打磨之中。我特彆感興趣的是，它如何處理當前照明領域最熱門的挑戰——光效的“效率滾降”（Efficiency Roll-off）問題。這是一個睏擾業界多年的頑疾，理論上載流子濃度越高，光子産齣效率應該越高，但實際中亮度增加到一定程度後，效率反而下降。究竟是俄歇復閤增加，還是由於過熱導緻的載流子束縛態逃逸？書中是否能提供最新的研究成果，特彆是針對InGaN量子阱結構中，如何通過調節組分或井寬來抑製這種非輻射復閤機製？如果能提供作者團隊或業內最新的實驗數據來佐證某一主流理論，那這本書的價值就不可估量瞭。對於我們這些在實驗室摸索的人來說，能第一時間接觸到經過同行認可的、有深度的數據支撐的理論，比閱讀大量尚未經過充分驗證的會議摘要要高效得多。我期待它能成為我攻剋當前實驗瓶頸的“金鑰匙”。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的初步感覺是，它在結構上似乎做瞭非常精心的安排。我猜想，開篇應該會花大力氣建立起半導體PN結和發光機理的理論框架，這部分必須得紮實，就像蓋樓打地基一樣。如果基礎不牢，後麵講解高亮度、高效率的氮化物半導體（如GaN基LED）時，讀者會非常吃力。我個人關注的重點之一是關於材料生長和器件製造工藝的描述。畢竟，再好的理論，也得通過精密的工藝纔能在現實中展現齣來。不知道書中是否涵蓋瞭MOCVD或MBE等關鍵外延技術的細節，比如氣氛控製、溫度梯度對晶體缺陷的影響，以及如何通過摻雜實現p型和n型的有效導電。這些“黑箱”操作的背後，往往隱藏著決定器件壽命和穩定性的關鍵因素。同時，對於光提取效率的提升策略，例如錶麵粗化、微米結構陣列化或者使用內反射膜等光學設計，這本書的態度會是如何？是僅僅羅列技術，還是深入分析每種方法的優缺點及其適用場景？如果能有對比性的數據圖錶支撐，那就更好瞭。畢竟，在實際産品開發中，成本、良率和性能之間需要做齣艱難的權衡，一本好的參考書應該能提供這種決策支持的洞察力，而不是冰冷的公式堆砌。我希望它能像一位經驗豐富的導師，在關鍵節點給齣恰到公允的建議。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體發光二級管及固體照明》的書，光是書名就透著一股專業和嚴謹，讓人一看就知道這不是那種浮於錶麵的科普讀物，而是深入到技術核心的專業教材或參考書。我作為一個剛剛接觸這個領域的研究生來說，確實需要這樣一本能夠係統梳理理論基礎和前沿技術的寶典。從作者的名字來看，史光國和崔凱，兩位想必在半導體領域是頗有建樹的專傢，這更讓人對內容的深度和準確性充滿信心。我特彆期待書中對於器件物理層麵的講解，比如異質結的能帶結構如何影響發光效率，載流子的注入和復閤過程中的各種損耗機製。很多現有的資料往往隻是蜻蜓點水地提一下，但真正的工程實現中，這些微觀過程的理解是至關重要的。如果這本書能對這些物理過程進行詳盡的數學推導和實驗驗證的對比分析，那無疑會極大地幫助我理解LED性能優化的瓶頸所在。另外，關於“固體照明”這一部分，我希望看到它不僅僅停留在單個器件層麵，而是能擴展到整個模組和係統集成，例如熱管理、驅動電路設計以及光譜調控等實際應用中的挑戰和解決方案。這種理論與實踐緊密結閤的深度，纔是一個優秀技術書籍的標誌。我已經在為我的畢業設計尋找突破口，這本書或許能提供關鍵的理論指引，幫助我跨越那些看似難以逾越的技術壁壘，真正做齣有創新性的工作。