9787030187314 半导体发光二级管及固体照明 科学出版社 史光国,崔凯 校 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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史光国，崔凯 校 著

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• 科学出版社
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• 崔凯
• 照明工程
• 半导体材料

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030187314

商品编码：29561465337

包装：平装

出版时间：2007-04-01

基本信息

书名：半导体发光二级管及固体照明

定价：35.00元

作者：史光国,崔凯 校

出版社：科学出版社

出版日期：2007-04-01

ISBN：9787030187314

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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固体照明用白光发光二极管由于可以节省能源减少污染且体积小、寿命长，因此已被全世界重视，中、美、日、韩及欧洲各国均积极参与研发工作。
本书系统地介绍有关白光发光二极管的制造方法及固体照明。本书内容详细丰富，包括固体照明概述，发光二极管光取出原理及方法，高功率红光发光二极管，高功率蓝光及绿光发光二极管，高功率紫外线及紫光发光二极管，白光发光二极管及荧光粉，发光二极管封装及固体照明发展趋势与展望等。
本书可供固体照明领域的研发人员、技术人员，以及高校相关专业的师生阅读参考。

目录

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1　固体照明概述
　1.1 照明技术的变迁
　1.2 半导体发光二极管的基本原理
　1.3 照明技术基本参数
　1.4 高亮度发光二极管的应用
　参考文献
2　发光二极管的光取出原理及方法
2.1 发光二极管光取出原理
2.2 增加光取出效率的方法
　　2.2.1　增加内部量子效率
　　2.2.2　改进内部结构
　　2.2.3　改变表面结构及外形
　　2.2.4　基本结构的改变
参考文献
3　高功率红光发光二极管
　3.1 采用斜边结构增加光输出功率
　3.2 组织结构的粗糙面
　3.3 组织粗糙面加斜边结构
　3.4 小反射镜LED
　3.5 连接在有金属反射镜的衬底上
　参考文献
4　高功率蓝光及绿光发光二极管
　4.1 大面积
　4.2 FC LED
　4.3 组织粗糙面
　4.4 几何变形结构
　4.5 薄膜LED
　4.6 图形衬底
　参考文献
5　高功率紫外线及紫光发光二极管
　5.1 UVLED
　5.2 紫光LED
　参考文献
6　白光发光二极管
　6.1 基本考虑
　6.2 白光发光二极管的制作方法
　　6.2.1 利用颜色光二极管
　　6.2.2 蓝光LED加荧光粉
　　6.2.3 紫外线及紫光LED加荧光粉
　　6.2.4 其他方法
　参考文献
7　荧光粉、发光二极管封装及固体照明发展趋势与展望
　7.1 荧光粉
　7.2 发光二极管的封装
　7.3 固体照明发展趋势与展望
　参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子器件的基石：浅谈半导体发光二极管及其在固体照明领域的革新 从微小的集成电路到庞大的显示屏，再到如今照亮我们生活空间的无数灯具，半导体发光二极管（LED）以其卓越的性能和前所未有的节能特性，深刻地改变了我们对电子器件和照明技术的认知。它不仅仅是一种简单的电子元件，更是现代科技发展不可或缺的基石，是驱动诸多前沿领域进步的关键技术之一。本文将深入探讨LED的核心原理，剖析其在固体照明领域所带来的革命性变化，以及这一技术背后蕴含的科学奥秘和未来发展趋势。 一、半导体发光二极管：微观世界的奇迹 要理解LED，首先需要回归到其最基本的组成单元——半导体。半导体材料，如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等，具有导电性和绝缘性之间的独特属性，这使得它们能够被精细地控制，成为构建电子器件的理想材料。LED的发光原理，正是基于半导体材料的“电致发光”特性。 在LED的内部，核心结构是“p-n结”。它是由两种不同类型的半导体材料——P型半导体和N型半导体——接触形成的。P型半导体中，多数载流子是带正电的“空穴”；而N型半导体中，多数载流子是带负电的电子。当将LED连接到电源时，如果正向偏置（即P型端连接到电源正极，N型端连接到电源负极），电子和空穴就会被注入p-n结区域，并发生“复合”。复合过程中，能量会以光子的形式释放出来，这就是LED发光的根本机制。 不同材料的半导体，其电子能带结构的差异，决定了它们在复合时释放出的光子的能量，进而决定了发光的颜色。例如，使用砷化镓磷（GaAsP）等材料可以产生红光和黄光；使用氮化镓（GaN）及其合金则可以产生绿光、蓝光，甚至是紫外光。而我们日常生活中常见的白光LED，则是通过在蓝色LED上涂覆一层荧光粉来实现的，荧光粉吸收蓝色光后，再发出黄色、红色等不同波长的光，这些光混合在一起就呈现出白光。 LED的优势远不止于此。与传统的白炽灯或荧光灯相比，LED具有以下显著优点： 高能效： LED将电能转化为光能的效率远高于传统光源，这意味着同样的亮度可以消耗更少的电力，极大地节省能源。 长寿命： LED的寿命通常可以达到数万小时，远超白炽灯和荧光灯，减少了更换频率和维护成本。 响应速度快： LED可以瞬间点亮和熄灭，响应速度极快，这使得它在需要快速开关的应用中具有优势。 体积小巧： LED体积小，可以设计成各种形状和大小，为灯具设计提供了极大的灵活性。 方向性强： LED发光方向性强，可以精确控制光线的分布，减少光损耗。 环保： LED不含汞等有害物质，更加环保。 二、固体照明的革命：LED点亮未来 LED的出现，不仅仅是电子元件的一次升级，更是对整个照明行业进行了一场深刻的革命，我们称之为“固体照明”（Solid-State Lighting, SSL）。固体照明意味着使用固态电子器件来产生光，而LED正是这场革命的核心。 传统的照明技术，如白炽灯，通过加热灯丝产生热辐射发光，效率极低，大部分能量都以热量的形式散失。荧光灯则利用气体放电产生紫外线，再激发荧光粉发光，虽然比白炽灯效率高，但仍存在启动延迟、显色性不佳、寿命有限以及含有汞等缺点。LED的出现，以其固有的高效率、长寿命、环保等优势，逐步取代了这些传统光源，引领着照明技术迈向新的时代。 在固体照明领域，LED的应用几乎无处不在： 家居照明： 从客厅的吊灯、卧室的床头灯，到厨房的吸顶灯、浴室的镜前灯，LED灯具以其节能、环保、可调光调色等特点，逐渐成为家庭照明的主流。智能LED灯具更是可以通过手机App或语音助手控制，实现个性化的灯光场景设置。 商业照明： 商店、超市、酒店、写字楼等商业场所，对照明的亮度、显色性、氛围营造都有着更高的要求。LED的高效、长寿命、优良的显色性，使其能够满足各种商业照明需求，并能有效降低运营成本。 公共照明： 城市道路、广场、公园等公共区域的照明，对安全性和节能性有着至关重要的要求。LED路灯的光效高、寿命长、配光均匀，能够提供更好的照明效果，同时显著降低能耗和维护成本。 特种照明： LED在植物生长灯、水族箱照明、舞台照明、医疗照明等特种领域也展现出巨大的潜力。例如，通过精确控制LED的发光光谱，可以优化植物的光合作用；在医疗领域，LED的无辐射、高亮度特性使其在手术灯、内窥镜等设备中发挥重要作用。 显示屏技术： LED早已是各种显示屏的核心技术，从手机、电脑的屏幕，到大型的户外广告牌、电视墙，LED显示屏以其高亮度、高对比度、广视角、快速响应等优点，提供了前所未有的视觉体验。 三、LED技术的发展前沿与未来展望 尽管LED技术已经取得了辉煌的成就，但其发展并未止步。当前，全球科研人员和工程师正致力于推动LED技术的进一步突破，主要体现在以下几个方面： 更高光效的LED： 持续提升LED的光电转换效率，是降低能耗、实现更广泛应用的关键。研究方向包括优化外延生长工艺、改进芯片结构、开发新型发光材料等。 更优的显色性： 提高LED光源的显色指数（CRI），使其能够更真实地还原物体本身的色彩，对于追求视觉舒适度和色彩准确性的应用至关重要。 更好的散热技术： LED工作时会产生一定的热量，有效的散热对于保持LED的稳定性和寿命至关重要。新型的散热材料和散热设计正在不断涌现。 更智能的控制： 将LED与物联网（IoT）技术相结合，实现更精细化的光照控制，例如根据环境光线自动调节亮度、根据人的活动情况进行智能开关等，进一步提升能源利用效率和用户体验。 新型LED结构和材料： 除了传统的GaN基LED，量子点LED（QD-LED）、有机LED（OLED）等新型发光技术也在不断发展，它们在色彩纯度、柔性显示等方面展现出独特的优势。 展望未来，LED及其衍生的固体照明技术将继续深入影响我们的生活。更高效、更智能、更个性化的照明解决方案将不断涌现，为构建可持续发展的社会和更美好的生活环境贡献力量。从点亮一盏台灯，到照亮一座城市，LED技术正在以一种“点石成金”的方式，将电能转化为温暖的光芒，塑造着我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

我必须得说，这本书的语言风格非常“工程师思维”，严谨中透露着对精确性的执着。它在介绍新技术原理时，大量采用了严谨的数学模型和物理定律来支撑论点，这一点对于需要深入理解底层机制的专业人士来说，简直是福音。例如，在解析光致发光材料的量子效率时，作者没有用过于简化的语言搪塞过去，而是完整地展示了载流子复合过程的复杂性，并配有详细的能带图解。这种毫不含糊的处理方式，让我能够真正掌握知识的“来龙去脉”。当然，这并不意味着它难以阅读，恰恰相反，作者的排版和图示设计非常出色，复杂的公式往往被拆解得井井有条，辅以直观的物理图像进行对照解释。我个人在学习固态照明器件的可靠性与寿命评估这章时，收获最大。它详细阐述了加速老化测试的标准、失效模式分析的流程，甚至提到了不同封装材料在长期工作环境下的兼容性问题，这些都是教科书上鲜少提及的实战经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其跨学科的视野，它成功地将光电子学、材料科学以及应用美学巧妙地结合在了一起。我特别欣赏作者对于“美学”的探讨，这在技术类书籍中是比较少见的。书中专门辟出章节讨论如何利用光谱设计来“渲染”物体表面的质感和色彩，这已经上升到了艺术创作的层面。它探讨了显色指数（CRI）的局限性，并介绍了更先进的全光谱评估体系。我记得书中举了一个博物馆照明的例子，通过调整特定波段的光输出，完美地还原了古典油画中颜料的层次感和年代感，那种描述画面与光线互动效果的文字，充满了画面感和感染力。这种深度结合应用场景的论述，使得技术知识不再是冰冷的公式，而是服务于提升人类生活品质的工具。它引导我思考，照明设计最终的落脚点，是对人类视觉体验的精心雕琢和尊重。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《光影的魔法：现代照明技术的演进》，我仿佛进入了一个由光线编织的奇妙世界。这本书的叙述方式非常引人入胜，它不像是一本枯燥的技术手册，更像是一位资深工程师娓娓道来的故事会。作者从早期的白炽灯的辉煌与局限性开始讲起，那种对历史细节的捕捉能力令人赞叹。比如，书中详细描绘了爱迪生时代灯泡制造车间的场景，连材料的选取和工艺的改进都写得栩栩如生。接着，它并没有急于跳到高深的技术，而是花了大量的篇幅来探讨“光”本身对于人类社会和心理的影响。我特别喜欢其中关于人因工程学的讨论，比如不同色温的光线如何影响我们的昼夜节律，以及在医疗和教育环境中，照明设计所扮演的关键角色。阅读过程中，我常常需要停下来思考，作者提出的观点总能引发我对日常生活中习以为常的光源进行深层次的审视。尤其是在讲述LED技术从实验室走向大规模商业化应用的那一段，那种描述技术突破时所展现出的激情和对未来前景的坚定信念，真的很有感染力。全书结构清晰，逻辑严密，即便是对光学理论不甚了解的读者，也能通过丰富的图表和生动的比喻轻松理解复杂的光学现象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超乎我的预期，它不仅仅停留在理论介绍的层面，更深入挖掘了当前照明行业面临的挑战与未来的发展方向。我尤其关注了其中关于“智慧照明”和物联网（IoT）融合的部分。作者对未来智能城市中，照明系统如何与交通管理、能源分配系统无缝对接的设想，描绘得既宏大又务实。书中对光污染问题的探讨也十分到位，提供了大量数据和案例来佐证过度照明对生态环境的负面效应，并提出了一系列切实可行的解决方案，比如动态调光系统和定向照明技术的应用。读到这一部分时，我深刻地感受到了作者强烈的社会责任感。与市面上一些只关注产品性能参数的书籍不同，这本书更侧重于“系统思维”，它教会读者如何从一个整体的角度去规划一个照明系统，而不只是孤立地看待某一个光源的效率或寿命。对于正在从事城市规划或者建筑设计的朋友来说，这本书提供的知识体系是极其宝贵的，它提供了将技术前沿与可持续发展理念相结合的思考框架。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深技术爱好者的角度来看，这本书在对现有技术的批判性分析方面做得尤为出色。作者并没有盲目追捧最新的技术指标，而是对商业化产品中存在的“虚假繁荣”保持着清醒的认识。比如，在探讨大功率照明的散热问题时，书中深入剖析了热管理材料的瓶颈，指出当前许多高亮度产品实际上是以牺牲长期稳定性和光衰速度为代价的。这种坦诚的分析态度，极大地增强了我对作者专业性的信任。书中还预设了未来十年内可能出现的颠覆性技术，比如基于量子点或新型有机材料的发光体，并对其技术成熟度和市场前景进行了客观的风险评估。阅读全书后，我感觉自己不仅补齐了半导体光电器件的知识短板，更重要的是，形成了一套成熟的、批判性的技术评估体系。这本书不愧是该领域的权威之作，它提供给读者的不仅是知识，更是一种前瞻性的科学视野和严谨的治学态度。