利用納米技術(shù)來創(chuàng)建一個定制的半導(dǎo)體材料，科學(xué)家在亞利桑那州立大學(xué)(ASU)已經(jīng)開發(fā)出一種激光可以產(chǎn)生白光，比LED更亮、更高效。

白熾燈泡、LED節(jié)能燈可能很快就將消失在人們的視野，因為一個新的照明技術(shù)正在來襲——白色激光。利用納米技術(shù)來創(chuàng)建一個定制的半導(dǎo)體材料，科學(xué)家在亞利桑那州立大學(xué)(ASU)已經(jīng)開發(fā)出一種激光可以產(chǎn)生白光，比LED更亮、更高效。

激光的應(yīng)用一直有極限性。1960年發(fā)明激光時，被稱為能夠給很多問題帶來解決方案，實際上只有兩個領(lǐng)域有明顯的應(yīng)用——殺傷性射線和照明領(lǐng)域。今天,激光已經(jīng)逐漸應(yīng)用于DVD播放器及互聯(lián)網(wǎng)，而照明方面主要是限于汽車前照燈。比如奧迪的激光車頭燈,但沒有可直接使用的白色激光,而必須結(jié)合有透鏡的藍色激光和發(fā)光二極管。

乍一看,激光照明看起來像一個好主意。他們異常明亮，高效，可以形成一束傳達到數(shù)百萬英里以外而只有幾米的擴散。但有一個問題——激光不能產(chǎn)生白光。

2011年,桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratory）通過在單色柱中結(jié)合四大激光而生成一束白光,但這只是一個概念驗證演示，并沒有任何實用性。

突破來自ASU的Ira A. Fulton Schools工程學(xué)院，制造了三個薄的半導(dǎo)體激光器------每一個是一根頭發(fā)的千分之一粗------并讓它們彼此并行排起來。每個半導(dǎo)體發(fā)出三個原色之一然后結(jié)合在一起形式白色。整個裝置也可以調(diào)整在可見光譜中創(chuàng)建任何顏色。

研發(fā)團隊實現(xiàn)了通過調(diào)整材料的晶格模式。因此,“晶格常數(shù)”或原子之間的距離產(chǎn)生的模式被設(shè)置為所需的區(qū)域。根據(jù)團隊成員劉至誠（音譯）表示棘手的一點是確保足夠高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體晶格統(tǒng)一在一個給定的區(qū)域。讓材料發(fā)藍光是最困難的挑戰(zhàn),解決辦法是使用納米技術(shù)來創(chuàng)建所需的晶格，然后添加正確的合金成分。這樣處理的結(jié)果是單一材料就有了三個不同的晶格和成分。

ASU團隊已經(jīng)看到了白色激光的多個應(yīng)用領(lǐng)域都非常的實用。最明顯的是在照明領(lǐng)域。新的激光不僅可以產(chǎn)生白光,也完全可通過調(diào)整個頻譜,讓它散發(fā)出任何想要的顏色,比LED更亮、更高效。另一個應(yīng)用程序在電視和電腦顯示器。據(jù)研究人員介紹，激光有70%更大更準確和生動的色彩范圍。此外,它可以用于光學(xué)版Wi-Fi(或Li-Fi)。這樣一個系統(tǒng)將比Wi-Fi快10倍到100倍。

盡管這個概念非常重要，但要想將這種發(fā)白光的激光器應(yīng)用于現(xiàn)實生活中的照明或顯示屏系統(tǒng)內(nèi)，還面臨很大的障礙。研究人員表示，接下來的關(guān)鍵是在電池的驅(qū)動下獲得同樣的白色激光。就目前的演示而言，研究人員必須使用一臺激光器來讓電子發(fā)光。最新實驗將為最終在電操作下獲得白色激光鋪平道路。

團隊的研究結(jié)果發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。

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