性能优异的氮化镓

英国剑桥大学的科林·汉弗莱斯拥有21世纪的“魔法石”。他和世界各地的一批科学家都在研究炼金术上梦寐以求的东西：这种物质可以把普通金属变成金子，或者说金钱；它可以传送光线而不会将能量以热的形式浪费掉；它可以把手机信号扩大10倍，让电脑的速度提高1万倍。

　　这种物质称为氮化镓，它不存在于自然界，只能在最先进的实验室中制成。但它可以将阳光引进室内，缓解季节性压抑，辅助痛症手术，将CD缩减到1英寸宽，并且帮助解决能源危机。

　　这听起来可能像巫术，但氮化镓在仅仅几年内就从稀奇古怪的东西变成了一笔大生意：目前，全世界有184家公司和293所大学都在研究氮化镓。专家顸计，到2007年，氮化铼的市场将达到27亿英镑。

　　发光二极管(LED)是可以直接把电转化为光的装置。它已经应用于数字钟表，并点亮了地铁站和市中心的巨型广告牌。其他光源，例如钨灯泡，会把能量以热的形式浪费掉。但由氮化镓制作的发光二极管却可能发挥最大能效：就是说，几乎所有的能量都转化成了光，而不是热。

　　普通灯泡会在使用6个月后烧坏，氮化镓灯泡比传统灯泡寿命至少长 100倍，但耗费的能源仅为传统灯泡的10％。这种材料在许多方面都大有市场。

　　不同于以前的任何发光二极管，氮化镓发蓝色光，或者说高频光。它的这种特性搭配(高效、高频)使研究人员眼前一亮。它用于交通灯固然很好，但其真正的用武之地在于顶灯。

　　汉弗莱斯说：“节约能源方面的下—件大事就是得到白光。要得到白光，需要拿一个蓝色发光二极管，涂上发黄光的磷光剂。蓝黄两色结合就产生了白光。”

　　汉弗莱斯预计，在10年内，也许是5年内，人们就能研制出比灯泡还亮的白色发光二极管。用这些超亮发光二极管替换灯泡后节省的能量相当于关掉英格兰5座发电站。汉弗莱斯预言：“至少能节省电力消耗的10％。”

　　这可能预示着—场室内装饰革命的来临。研究人员可以将发光二极管做得像灯泡，让它们在天花板上发亮，也可以把它们分布在墙上。在白天，这些发光二极管几乎是看不见的。“但最主要的是能节省能源。住户的电费会下降，产生的二氧化碳也将减少10％。”

　　另—场革命将发生在数据存储领域。正常的CD是用红色激光写的。蓝色激光的波长是红光的一半。这样，一张CD上存储的信息至少会是原来的4倍。汉弗莱斯说，实际上，存储的信息能达到原来的10倍。“因此，CD不需要像现在这么大就可以存储许多歌曲。飞利浦公司正在研究直径1英寸的CD。它也许刚好能塞进耳机。所以，也不再需要随身听，只需要在耳机中放张1英寸的CD。用现在制造的氮化镓产生的蓝色激光就可以做到这点。”

　　信息革命也可能得以扩大。汉弗莱斯和其他科学家称作“量子点”的、由氮化镓制成的物质具有非凡的特性，可以为量子计算机开辟道路。这种计算机的运行速度会比世界上现有的任何一台超级计算机都快1万倍。

　　氮化镓还有其他一些用途。其中之一是用由氮化镓作动力的微波代替汽车发动机中的火花塞，这可以便燃烧效果至少提高20％。另一个是夜晚的“阳光”。做一个紫外线发光二极管，涂上发红、蓝、绿光的磷光剂，把它稍微扭转一下，就可以得到模拟太阳光的室内光了，而且没有在室外被晒伤的危险。这可以帮助有季节性感情紊乱的人。这种光可以照亮阴暗的博物馆，也可以让商店的销售额上升。汉弗莱斯说：“女装店为拥有适当的照明不遗余力，但顾客实际上还要把衣服拿到室外的阳光下，因为室内室外颜色不同。以后就不用这样做了。”

　　氮化镓在癌症手术中也有作用。癌症手术的目的是要除去肿瘤组织，但不能同时将健康组织也拿掉。这意味着要在手术中将样本送到实验室，也就是说，患者至少还得多承受半小时的麻醉。但如果病人服用一种只有癌细胞才能吸收的药品，而这种药品在接受氮化镓照射时会发出荧光，那样一来，外科医生就可以明确自己的手术应当在哪里停止了。