性能優(yōu)異的氮化鎵

英國劍橋大學(xué)的科林·漢弗萊斯擁有21世紀的“魔法石”。他和世界各地的一批科學(xué)家都在研究煉金術(shù)上夢寐以求的東西：這種物質(zhì)可以把普通金屬變成金子，或者說金錢；它可以傳送光線而不會將能量以熱的形式浪費掉；它可以把手機信號擴大10倍，讓電腦的速度提高1萬倍。

　　這種物質(zhì)稱為氮化鎵，它不存在于自然界，只能在最先進的實驗室中制成。但它可以將陽光引進室內(nèi)，緩解季節(jié)性壓抑，輔助痛癥手術(shù)，將CD縮減到1英寸寬，并且?guī)椭�解決能源危機。

　　這聽起來可能像巫術(shù)，但氮化鎵在僅僅幾年內(nèi)就從稀奇古怪的東西變成了一筆大生意：目前，全世界有184家公司和293所大學(xué)都在研究氮化鎵。專家頇計，到2007年，氮化錸的市場將達到27億英鎊。

　　發(fā)光二極管(LED)是可以直接把電轉(zhuǎn)化為光的裝置。它已經(jīng)應(yīng)用于數(shù)字鐘表，并點亮了地鐵站和市中心的巨型廣告牌。其他光源，例如鎢燈泡，會把能量以熱的形式浪費掉。但由氮化鎵制作的發(fā)光二極管卻可能發(fā)揮最大能效：就是說，幾乎所有的能量都轉(zhuǎn)化成了光，而不是熱。

　　普通燈泡會在使用6個月后燒壞，氮化鎵燈泡比傳統(tǒng)燈泡壽命至少長 100倍，但耗費的能源僅為傳統(tǒng)燈泡的10％。這種材料在許多方面都大有市場。

　　不同于以前的任何發(fā)光二極管，氮化鎵發(fā)藍色光，或者說高頻光。它的這種特性搭配(高效、高頻)使研究人員眼前一亮。它用于交通燈固然很好，但其真正的用武之地在于頂燈。

　　漢弗萊斯說：“節(jié)約能源方面的下—件大事就是得到白光。要得到白光，需要拿一個藍色發(fā)光二極管，涂上發(fā)黃光的磷光劑。藍黃兩色結(jié)合就產(chǎn)生了白光。”

　　漢弗萊斯預(yù)計，在10年內(nèi)，也許是5年內(nèi)，人們就能研制出比燈泡還亮的白色發(fā)光二極管。用這些超亮發(fā)光二極管替換燈泡后節(jié)省的能量相當(dāng)于關(guān)掉英格蘭5座發(fā)電站。漢弗萊斯預(yù)言：“至少能節(jié)省電力消耗的10％。”

　　這可能預(yù)示著—場室內(nèi)裝飾革命的來臨。研究人員可以將發(fā)光二極管做得像燈泡，讓它們在天花板上發(fā)亮，也可以把它們分布在墻上。在白天，這些發(fā)光二極管幾乎是看不見的。“但最主要的是能節(jié)省能源。住戶的電費會下降，產(chǎn)生的二氧化碳也將減少10％。”

　　另—場革命將發(fā)生在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域。正常的CD是用紅色激光寫的。藍色激光的波長是紅光的一半。這樣，一張CD上存儲的信息至少會是原來的4倍。漢弗萊斯說，實際上，存儲的信息能達到原來的10倍。“因此，CD不需要像現(xiàn)在這么大就可以存儲許多歌曲。飛利浦公司正在研究直徑1英寸的CD。它也許剛好能塞進耳機。所以，也不再需要隨身聽，只需要在耳機中放張1英寸的CD。用現(xiàn)在制造的氮化鎵產(chǎn)生的藍色激光就可以做到這點。”

　　信息革命也可能得以擴大。漢弗萊斯和其他科學(xué)家稱作“量子點”的、由氮化鎵制成的物質(zhì)具有非凡的特性，可以為量子計算機開辟道路。這種計算機的運行速度會比世界上現(xiàn)有的任何一臺超級計算機都快1萬倍。

　　氮化鎵還有其他一些用途。其中之一是用由氮化鎵作動力的微波代替汽車發(fā)動機中的火花塞，這可以便燃燒效果至少提高20％。另一個是夜晚的“陽光”。做一個紫外線發(fā)光二極管，涂上發(fā)紅、藍、綠光的磷光劑，把它稍微扭轉(zhuǎn)一下，就可以得到模擬太陽光的室內(nèi)光了，而且沒有在室外被曬傷的危險。這可以幫助有季節(jié)性感情紊亂的人。這種光可以照亮陰暗的博物館，也可以讓商店的銷售額上升。漢弗萊斯說：“女裝店為擁有適當(dāng)?shù)恼彰鞑贿z余力，但顧客實際上還要把衣服拿到室外的陽光下，因為室內(nèi)室外顏色不同。以后就不用這樣做了。”

　　氮化鎵在癌癥手術(shù)中也有作用。癌癥手術(shù)的目的是要除去腫瘤組織，但不能同時將健康組織也拿掉。這意味著要在手術(shù)中將樣本送到實驗室，也就是說，患者至少還得多承受半小時的麻醉。但如果病人服用一種只有癌細胞才能吸收的藥品，而這種藥品在接受氮化鎵照射時會發(fā)出熒光，那樣一來，外科醫(yī)生就可以明確自己的手術(shù)應(yīng)當(dāng)在哪里停止了。