Московская область, г. Красногорск, ул. Строительная, д.6 +7 495 729 44 46

Кто придумал LED: история одного открытия

Дата: 30.08.2016, Теги: |

Первое известное упоминание об интересном факте свечения твердотельного диода относится к 1907 году. Британский экспериментатор Генри Раунд (Маркони Лабс) заметил электролюминесценцию (излучение света), которая возникает при прохождении тока через пару материалов металл+карбид кремния (карборунд+SiC). Оттенки свечения были разными: зеленый, желтый и оранжевый огоньки возникали на месте перехода материалов, а именно на катоде.

svetodiod-schema

Подобные исследования проводились в разных странах. Ведь часто бывает так, что одно и то же открытие совершают совершенно разные люди в разных уголках планеты.

В 1923 году советский физик Олег Лосев проводил опыты с выпрямляющими контактами и использовал пару материалов карборунд+стальная проволока. Он обратил внимание на небольшое свечение в точке контакта материалов. Эти опыты проводились независимо от Раунда и были успешны. Лосев наблюдал электролюминесценцию полупроводникового перехода и обратил внимание на то, что она возникает вблизи спая используемых материалов. Объяснения этому явлению в то время еще не было, как не было и термина «полупроводниковый переход». Наблюдения Лосева были опубликованы, но детальных исследований никто так и не сделал: значение открытия не было понято.

8711_svechenie_loseva_1

Сам Олег Лосев хорошо осознавал ценность и практическую значимость своего открытия. Оно давало возможность создавать небольшие твердотельные источники света с низким напряжением (менее 10 В) и быстрым откликом при включении. Лосев получил два авторских свидетельства на свое изобретение – «Световое реле». Однако мелкие светящиеся точки в ту пору мало были нужны в стране, занятой более приземленными процессами. Но имя Лосева, русского инженера, неплохо знали за границей. В некоторых статьях вплоть до 1970-х годов встречается такое название светодиода как Losev light («свет/огонек Лосева»). Конечно, имеется в виду не тот диод, над которым непосредственно работал одаренный физик, но синоним, подобранный к LED, прямо указывает на связь открытия и его автора.

06db4f11b1d2bec0f1f2fbb7460

Дальнейшие исследования излучения полупроводников были не столь успешны, да и несколько войн до середины ХХ века отбросили мировую и мирную науку назад. Но уже в 1961 году стало понятно, что о светодиодах как о практически значимом явлении не забыли. Роберт Байард и Гарри Питтман из «Техас Инструментс» (Texas Instruments) открыли и запатентовали технологию изготовления инфракрасного светодиода. Практическое применение ИК СИД (инфракрасного светоизлучающего диода) позволило производить съемки в темноте, причем качество изображения было вполне сносным. Инфракрасное излучение не видно человеческому глазу, зато его воспринимает камера. Так, мир постепенно научился пользоваться инфракрасными источниками света вместо обычных на крупных охраняемых объектах, на улицах городов, на складах и в цехах, где требуется постоянный контроль даже в отсутствие персонала, инфракрасные диоды помогают весьма значительно. Кроме того, во многих городах Европы, где ведется видеонаблюдение на улицах, запрещено световое загрязнение (слишком много света на улицах), поэтому использование инфракрасных прожекторов – суровая необходимость.

5029384 85 LED4-2-

Вернемся от практики современности к 1962 году, когда был разработан первый практически применимый светодиод, работающий в видимом спектре. Он был красного цвета, мог применяться для индикации техники и других простых (относительно нашего времени) вещей. Его создатель, Ник Холоньяк, работавший в Университете Иллинойса для компании General Electric, по праву считается отцом современного светодиода, используемого в наше время практически везде.

Далее развитие светодиодной индустрии шло по естественным законам производства. Дело в том, что LED были чрезвычайно дороги и стоили порядка 200 $ за штуку. Для 1968 года это была баснословная цена, а практическое применение все еще оставалось ограниченным. В 1971 году исследователь Жак Панков смог получить первый в мире синий светодиод, и стоимость на эти изделия стала постепенно снижаться. Компания «Монсанто» первой организовала массовое производство LED для применения в индикаторах, а «Хьюллет-Паккард» начала использовать светодиоды в своих карманных калькуляторах.

hp-history-07

Но светодиоды все равно оставались относительно дорогостоящими, к тому же сфера их применения была явно недостаточной. LED, обречённый всегда оставаться в индикаторе? Потенциал «света Лосева» явно не был использован до конца.

В начале 1990х годов японские инженеры Исама Акасаки, Хироси Амано и Судзи Накамура изобрели дешевый светодиод синего цвета. Это открытие принесло им известность и славу, а также Нобелевскую премию по физике (2014 год).

Синий светодиод, соединенный вместе с зеленым и красным, позволяет генерировать белый световой поток высокой эффективности и с малым энергопотреблением. Это открытие сделало возможным изготовление светодиодных ламп, медиа-экранов на основе LED, светодиодных лент для основного и фонового освещения. По сути все современные лампочки обязаны своему появлению трудам нобелевских лауреатов из Японии.

70398981

Постепенное усовершенствование источников света на базе светодиодов превратило LED в  повседневную и необходимую вещь. Сегодня светодиоды используются в домашнем освещении, автомобильных фарах и фонарях, осветительных приборах разной степени сложности, в том числе на производственных площадках с повышенным уровнем опасности, в технике, в домах, в компьютерах, смартфонах… Мы не обращаем внимания на такие привычные предметы, хотя они работают уже совсем не так, как, к примеру, 30, 20 и даже 10 лет назад.

4bcc5b63140ed