ประวัติของ LEDs: การเรืองแสงของ Losev

วันนี้ชื่อของ Oleg Vladimirovich Losev เป็นที่รู้จักกันในวงแคบของผู้เชี่ยวชาญ ช่างน่าสงสาร: การมีส่วนร่วมของเขาในด้านวิทยาศาสตร์ต่อการพัฒนาวิศวกรรมวิทยุเป็นสิ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์นักพรตผู้นี้ได้รับความทรงจำที่ดีของลูกหลานของเขา

นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ห้าของโรงเรียนที่แท้จริงของตเวียร์ Oleg Losev ก่อนการปฏิวัติที่เงียบงันหาค่ำในห้องปฏิบัติการทางวิทยุครึ่งความลับที่บ้านของเขาซึ่งเขาติดตั้งเงินที่บันทึกไว้จากอาหารเช้าที่โรงเรียน และไม่มีใครคิดว่าในเด็กสุภาพที่โดดเด่นในหมู่เพื่อนร่วมชั้นด้วยความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับฟิสิกส์ความรักในการทดลองบุคลิกภาพของนักวิจัยที่มุ่งมั่นนั้นเกิดขึ้น

ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการบรรยายสาธารณะทางโทรเลขไร้สายขณะที่พวกเขาเรียกวิทยุในเวลานั้นซึ่งถูกส่งโดยหัวหน้าสถานีรับวิทยุตเวียร์บีเอ็ม. เลชชินสกี้ เมื่ออายุสิบสี่ปี Oleg Losev เป็นตัวเลือกสุดท้าย: การโทรของเขาคือวิศวกรรมวิทยุ

สำหรับ Losev การพบกันโดยบังเอิญกับผู้เชี่ยวชาญทางวิทยุที่ใหญ่ที่สุดในเวลานั้นศาสตราจารย์ V.K. Lebedinsky กลายเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่สำหรับชีวิต ในการขนส่งผู้โดยสารรถไฟนักวิทยาศาสตร์ที่เคารพและชายหนุ่มที่กระตือรือร้นได้พบและกลายเป็นเพื่อนกันตลอดไป Oleg มักจะไปที่สถานีวิทยุตเวียร์ของความสัมพันธ์ระหว่างประเทศซึ่ง Lebedinsky มาจากมอสโกเพื่อขอคำแนะนำทางวิทยาศาสตร์

มีสงครามโลกครั้งที่หนึ่งสถานีมีส่วนร่วมในการสกัดกั้นการสื่อสารทางวิทยุของศัตรู ลูกศิษย์ของ V.K. Lebedinsky ร้อยโท M.A. Bonch-Bruezich ผู้โฆษณาชวนเชื่อที่กระตือรือร้นของธุรกิจวิทยุอยู่ในทุกวิถีทาง ในห้องแล็บที่บ้านของ Oleg งานเต็มกำลัง: กำลังทำการทดสอบ coherrers เครื่องตรวจจับคริสตัลกำลังทำอยู่

ปีปฏิวัติของ 1917 มา Losev ในเวลานี้กำลังจะจบมัธยม เขาฝันที่จะเป็นวิศวกรวิทยุ แต่สำหรับเรื่องนี้มีความจำเป็นต้องได้รับการศึกษาพิเศษและเขาส่งเอกสารให้กับมอสโกสถาบันการสื่อสาร

ในปี 1918 กลุ่มผู้ริเริ่มนำโดย Bonch-Bruezich ย้ายไปที่ Nizhny Novgorod ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยวิศวกรรมวิทยุแห่งแรกในโซเวียตรัสเซียสร้างห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod (NRL) ขึ้นเป็นครั้งแรก V.K. Lebedinsky ได้ขึ้นดำรงตำแหน่งประธานสภา NRL และบรรณาธิการวารสารวิทยุวิทยาศาสตร์ระดับชาติเล่มแรก "Telegraphy และ Telephony Wirelessly" ("TiTbp") NRL มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีวิทยุในประเทศ

Losev เรียนที่สถาบันการสื่อสารเพียงหนึ่งเดือนและในไม่ช้าก็พบว่าตัวเองอยู่ใน Nizhny Novgorod - ในวงกลมของครูและผู้อุปถัมภ์ของเขา แน่นอนว่ามันไม่ได้เกิดขึ้นได้โดยปราศจากการกวนโดย V.K. Lebedinsky ครูที่เอาใจใส่ไม่เห็นแก่ตัวและรับผิดชอบต่อการศึกษาของชายหนุ่มคนหนึ่ง Losev เข้าร่วมกิจกรรมการวิจัยของห้องปฏิบัติการที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาอุปกรณ์วิทยุล่าสุดในเวลานั้น

ความหลงใหลในโทรเลขไร้สายในช่วงหลายปีที่ผ่านมาได้กวาดไปทั่วโลก หลอดแก้วที่มีตะไบเหล็ก coherrer ได้ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในประวัติศาสตร์และเครื่องตรวจจับคริสตัลแบบยาวได้หยุดตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของผู้ให้บริการวิทยุ ยุคของหลอดไฟอิเล็กทรอนิกส์กำลังใกล้เข้ามา อย่างไรก็ตามมีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่จริงแล้วมันเป็นหลอดวิทยุ R-5 ประเภทเดียวเท่านั้นและถึงแม้ว่ามันจะยังคงเป็นข้อ จำกัด ของความฝันของทุกคนที่หมกมุ่นอยู่กับเทคโนโลยีวิทยุ ดังนั้นภารกิจเร่งด่วนของปีเหล่านั้นคือการปรับปรุงเครื่องตรวจจับคริสตัล อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานไม่เสถียรมาก

Losev ตรวจสอบความสะอาดของพื้นผิวและโครงสร้างภายนอกของผลึกในโหมดต่าง ๆ ศึกษาลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของเครื่องตรวจจับและประเมินปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อพวกเขา

นักวิจัยรุ่นเยาว์ไม่ออกจากห้องปฏิบัติการ Nizhny Novgorod เป็นเวลาหลายวัน: ในระหว่างวันที่เขาทำการทดลองในเวลากลางคืนจะใช้ "สถานที่" ของเขาบนชั้นสามก่อนไปห้องใต้หลังคาที่เตียงของเขาอยู่และเสื้อคลุมของเขาทำหน้าที่เป็นผ้าห่ม นั่นคือ "ความสะดวกสบาย" ของต้นปี ค.ศ. 1920

การศึกษาลักษณะของแรงดันไฟฟ้าของเครื่องตรวจจับ Losev สังเกตว่าบางตัวอย่างมีลักษณะโค้งที่ค่อนข้างแปลกรวมถึงส่วนของเหตุการณ์ พวกเขาตรวจพบว่าไม่เสถียร แต่มีบางอย่างบอก Oleg ว่าเขากำลังจะไปหาทางออก ในตอนท้ายของ 1921 ในช่วงวันหยุดสั้น ๆ ในตเวียร์, Losev ยังคงทดลองของเขาในห้องปฏิบัติการที่อายุน้อยของเขา อีกครั้งหนึ่งที่เขาเอาแร่สังกะสีและถ่านจากตะเกียงเก่าเริ่มทดสอบเครื่องตรวจจับ นี่คืออะไร ในหูฟังสถานีที่อยู่ห่างไกลบางแห่งกำลังส่งรหัสมอร์สอย่างชัดเจนและดัง สิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ... ดังนั้น - แผนกต้อนรับไม่ได้เป็นเครื่องตรวจจับ

นี่เป็นอุปกรณ์ heterodyne แรกที่ใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ผลที่ได้คือหลักต้นแบบของเอฟเฟกต์ทรานซิสเตอร์ Losev สามารถระบุส่วนที่ตกลงมาสั้น ๆ ของลักษณะที่สามารถนำไปสู่การกระตุ้นตนเองของวงจรการแกว่ง ดังนั้นเมื่อวันที่ 13 มกราคม 1922 นักวิจัยอายุ 19 ปีได้ค้นพบที่ยอดเยี่ยม พวกเขาจะเข้าใจและอธิบายตามหลักเหตุผลในภายหลัง แต่สำหรับตอนนี้ - ผลการปฏิบัติจริง: ผู้ให้บริการวิทยุทั่วโลกได้รับเครื่องตรวจจับแบบง่าย ๆ ที่ทำงานไม่เลวไปกว่าออสซิลเลเตอร์ในหลอดราคาแพงโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่

Losev ได้ลองใช้วัสดุจำนวนมากเป็นคริสตัลที่ใช้งานได้ สิ่งที่ดีที่สุดก็คือซิงค์ออกไซด์ที่ได้จากการหลอมในอาร์คไฟฟ้าของผลึกซิงค์ธรรมชาติหรือซิงค์ออกไซด์บริสุทธิ์ เข็มเหล็กทำหน้าที่เป็นผมติดต่อ

คำอธิบายของเครื่องรับเซมิคอนดักเตอร์ที่มีคริสตัลที่สร้างปรากฏในการพิมพ์ - นี่คือคำสุดท้ายในวิศวกรรมวิทยุ ในไม่ช้า Oleg ได้พัฒนาวงจรวิทยุจำนวนหนึ่งด้วยคริสตัลและเขียนแผ่นพับสำหรับนักวิทยุสมัครเล่นที่มีรายละเอียดลักษณะของเครื่องรับและคำแนะนำสำหรับการผลิตคริสตัล

หลังจากการตีพิมพ์ครั้งแรกทันทีการค้นพบของ Losev ดึงดูดความสนใจจากผู้เชี่ยวชาญต่างประเทศอย่างใกล้ชิด นิตยสาร American Radio News อุทาน:“ นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียรุ่นเยาว์ O. V. Losev โอนสิ่งประดิษฐ์ของเขาไปทั่วโลกโดยไม่ต้องจดสิทธิบัตร!” หนึ่งในนิตยสารฝรั่งเศสเขียนอย่างมีไหวพริบมากขึ้น: "... Losev ประกาศการค้นพบของเขาคิดเป็นหลักเกี่ยวกับเพื่อนของเขา - วิทยุสมัครเล่นทั่วทุกมุมโลก" ผู้รับลอเรฟชื่อ“ Kristadin” ซึ่งหมายถึงมือดีคริสตัลท้องถิ่น Kristadin ได้รับสัญญาณที่อ่อนแอจากสถานีส่งสัญญาณระยะไกลเพิ่มการคัดเลือกของการรับสัญญาณและลดระดับการรบกวน

คลื่นวิทยุวิทยุสมัครเล่นปกคลุมเยาวชนของประเทศและเริ่ม“ Cristina Dyna Fever” Zincite นั้นหาได้ยากพวกเขาลองทำในสิ่งที่เข้ามา - คริสตัลใด ๆ การวิจัยจำนวนมากนำมาซึ่งการค้นพบอีกครั้ง - กาเลนา (สารตะกั่วเงา) มันใช้งานได้ดีและมีจำนวนมาก ต่อมานักวิทยาศาสตร์จะโต้แย้ง: ทำไมในยุค 20 ทรานซิสเตอร์ไม่เปิด ทำไมนักวิจัยที่มีพรสวรรค์ไม่ทำให้ความเป็นไปได้ทั้งหมดของการค้นพบของเขาหมดไปในทันใด อะไรทำให้เราเปลี่ยนงานในทิศทางที่แตกต่าง คำตอบคือ ...

ในปี 1923 การทดลองกับผู้ติดต่อที่ตรวจจับได้จากคู่ลวดเหล็กคาร์บอรันดัม Oleg Losev ค้นพบแสงสลัว ๆ ที่ทางแยกของวัสดุที่แตกต่างกันสองชนิด ก่อนหน้านี้เขาไม่ได้สังเกตปรากฏการณ์ดังกล่าว แต่ก่อนหน้านั้นมีการใช้วัสดุอื่น คาร์บอรันดัม (ซิลิกอนคาร์ไบด์) ได้รับการทดสอบเป็นครั้งแรก Losev ทำการทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีกและคริสตัลโปร่งแสงใต้ปลายเหล็กบาง ๆ สว่างขึ้น เมื่อ 60 กว่าปีก่อนมีการค้นพบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีแนวโน้มมากที่สุดชิ้นหนึ่ง - Electroluminescence ของชุมทางเซมิคอนดักเตอร์ Losev ค้นพบปรากฏการณ์โดยบังเอิญหรือมีข้อกำหนดเบื้องต้นทางวิทยาศาสตร์ตอนนี้มันเป็นเรื่องยากที่จะตัดสินไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แต่นักวิจัยที่มีความสามารถอายุน้อยไม่ได้ผ่านปรากฏการณ์ที่ผิดปกติไม่ได้จัดว่าเป็นเสียงแบบสุ่มในทางตรงกันข้ามให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดและเดาว่ามันขึ้นอยู่กับหลักการที่ยังไม่ทราบฟิสิกส์ทดลอง

ทำการศึกษาการเรืองแสงของวัสดุต่าง ๆ ในสภาพอุณหภูมิและสภาพไฟฟ้าที่แตกต่างกันโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ มันชัดเจนมากขึ้นที่ Losev ว่าเขากำลังเผชิญกับการค้นพบ “ มีโอกาสมากขึ้นที่จะเกิดการไหลของอิเลกทรอนิกส์แปลก ๆ ขึ้นที่นี่ซึ่งจากประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าไม่มีอิเล็กโทรดที่ส่องแสง” เขาเขียนในบทความอื่น ดังนั้นความแปลกใหม่ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของการส่องสว่างแบบเปิดสำหรับ Losev จึงไม่อาจปฏิเสธได้ แต่ไม่มีความเข้าใจในสาระสำคัญทางกายภาพของปรากฏการณ์

มีหลายเวอร์ชันได้รับการคิดค้นเกี่ยวกับสาเหตุทางกายภาพของการเรืองแสงแบบเปิด เขาแสดงหนึ่งในนั้นในบทความเดียวกัน:“ เป็นไปได้มากที่คริสตัลเรืองแสงจากการทิ้งระเบิดทางอิเล็กทรอนิกส์คล้ายกับการเรืองแสงของแร่ธาตุต่าง ๆ ในหลอดผลไม้” ต่อมาการตรวจสอบคำอธิบายนี้ Losev วางคริสตัลต่าง ๆ ไว้ในหลอดแคโทด - เรืองแสงและเมื่อถูกฉายรังสีจะเปรียบเทียบสเปกตรัมและความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาพร้อมกับลักษณะที่คล้ายกันของเครื่องตรวจจับที่เรืองแสง พบความคล้ายคลึงกันที่สำคัญ แต่คำถามของความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับฟิสิกส์ของปรากฏการณ์ตามที่ Losev ยังคงเปิดอยู่

นักวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นความพยายามทั้งหมดของเขาในการศึกษาอย่างละเอียดและลึกของเครื่องตรวจจับคาร์บอรันดัมส่องสว่าง

ในฉบับที่ 5 ของนิตยสาร TiTbp ในปี 1927 มีบทความขนาดใหญ่ปรากฏขึ้น "เครื่องตรวจจับและการส่องสว่างคาร์บอรันดัมส่องสว่างด้วยคริสตัล" ซึ่งผู้ทดลองเขียน:“ การเรืองแสงสองชนิดสามารถแยกได้ ... เรืองแสง! "จุดสีเขียวน้ำเงิน, จุดเล็ก ๆ ที่สว่างและส่องสว่าง II เมื่อพื้นผิวที่สำคัญของผลึกเรืองแสงส่องสว่าง" เพียงไม่กี่ทศวรรษต่อมาปรากฎว่าเป็นผลมาจากการแนะนำแบบสุ่มของอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ในโครงตาข่ายคริสตัลคาร์บอรันดัมศูนย์ที่ใช้งานถูกสร้างขึ้นในการรวมตัวกันอย่างรุนแรงของผู้ให้บริการปัจจุบันที่เกิดขึ้น

การทดลองกับผลึกประเภทต่าง ๆ และสายสัมผัสต่าง ๆ O. V. Losev ทำให้ข้อสรุปที่สำคัญสองประการ: แสงเกิดขึ้นโดยไม่ใช้ความร้อนนั่นคือมันคือ "เย็น" ความเฉื่อยของการปรากฏตัวและการสลายตัวของแสงน้อยมากนั่นคือมันจริง ตอนนี้เรารู้แล้วว่าลักษณะของการเรืองแสงที่ Losev กล่าวไว้ในยุค 20 เป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับวันนี้ LED, ตัวชี้วัด, ออปโตคัปเปลอร์, อิมิเตอร์แบบอินฟราเรด.

สาระสำคัญทางกายภาพของการเรืองแสงยังไม่ชัดเจนและ O. V. Losev พยายามค้นหาคำอธิบายของฟิสิกส์ของปรากฏการณ์อย่างต่อเนื่อง ในไม่ช้าเขาก็ทำการสังเกตที่สำคัญอย่างหนึ่งใกล้กับการทำความเข้าใจสาระสำคัญของกระบวนการ:“ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าแสงเกิดขึ้นเมื่อลวดสัมผัสสัมผัสกับขอบคมหรือกระดูกหักของผลึก ... ” นั่นคือแสงเกิดจากข้อบกพร่องของผลึก รายงานทางเทคนิคสำหรับปี 1927 เก็บไว้ในเอกสารสำคัญของ V. I. Lenin NRL ยืนยันว่าการศึกษาเครื่องตรวจจับคาร์บอรันดัมส่องสว่างนั้นดำเนินไปอย่างละเอียดถี่ถ้วน ศึกษาอิทธิพลของสนามแม่เหล็กแรงรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ ได้ทำการทดสอบพฤติกรรมของสารสื่ออิออไนเซชันของอากาศรอบ ๆ แสงและศึกษาการปลดปล่อยความร้อนของแร่ธาตุต่าง ๆ รุ่นที่ผิดพลาดหายไปทีละคนและทีละขั้นตอนการสะสมของความรู้ที่มีคุณค่าดำเนินการ Losev เองได้เตรียมคาร์บอเนตสายพันธุ์ต่าง ๆ สำหรับการทดลองการติดตั้งอุปกรณ์ทดสอบเลื่อยและโลหะชาร์ปทำการวัดเก็บบันทึกการทำงาน - ทั้งหมดด้วยตัวเองตั้งแต่แนวคิดจนถึงผลลัพธ์สุดท้าย

การศึกษาของ Losez เกี่ยวกับ electroluminescence นั้นได้รับการตอบรับและการยอมรับอย่างกว้างขวางในต่างประเทศผลงานของเขาได้รับการตีพิมพ์ซ้ำโดยนิตยสารต่างประเทศและการค้นพบนั้นได้รับชื่ออย่างเป็นทางการว่า "เรืองแสงของ Losev" ทั้งในต่างประเทศและเราได้พยายามใช้มันในทางปฏิบัติ Losev เองได้รับสิทธิบัตรสำหรับอุปกรณ์ "ถ่ายทอดแสง" แต่การพัฒนาทฤษฎีโซลิดสเตตในเวลานั้นไม่ดีและเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่ขาดหายไปเกือบสมบูรณ์ไม่อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาการประยุกต์ใช้งานจริงสำหรับงานไฟฟ้า ในสาระสำคัญพวกเขาเกี่ยวข้องกับปัญหาในอนาคตและหันมาหาพวกเขาหลังจาก 20-30 ปีเท่านั้น

การใช้งานจริงของเอฟเฟกต์แสงของ Losev เริ่มขึ้นในช่วงปลายยุคห้าสิบ นี่คือการอำนวยความสะดวกโดยการพัฒนาอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ: ไดโอด, ทรานซิสเตอร์, thyristors. องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ไม่เพียง แต่เป็นองค์ประกอบการแสดงข้อมูล - ขนาดใหญ่และไม่น่าเชื่อถือ ดังนั้นในทุกประเทศที่พัฒนาในด้านวิทยาศาสตร์และเทคนิคการพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุปกรณ์เปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์จึงถูกนำมาใช้

ครั้งแรกของพวกเขาเริ่มที่จะมีไฟ LED สีแดงฟอสฟอรัส - แกลเลียมในเชิงพาณิชย์ หลังจากนั้นเขาก็ปรากฏไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ด้วยรังสีสีเหลือง ในอายุหกสิบเศษนักฟิสิกส์และเทคโนโลยีสร้างไฟ LED สีเขียวและสีส้ม ในที่สุดเมื่อต้นทศวรรษปัจจุบันมีไฟ LED สีน้ำเงินติดกับ antimonide ในขณะเดียวกันก็มีการค้นหาวิธีการทางเทคโนโลยีใหม่วัสดุเซมิคอนดักเตอร์และพลาสติกใส จากผลของการทำงานอย่างหนักความสว่างของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตัวชี้วัดตัวเลขและตัวอักษรดิจิตอลแบบแบ่งกลุ่มตัวชี้วัดเมทริกซ์และเกล็ดเชิงเส้นได้รับการพัฒนา อุปกรณ์ที่มีการเปลี่ยนสีเรืองแสงรวมถึงตัวช่วยจำช่วยจำ LED ประเภทต่างๆที่เน้นความหลากหลายของรูปทรงเรขาคณิต: รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารูปสามเหลี่ยมวงกลม ฯลฯ เมื่อเร็ว ๆ นี้อุปกรณ์ระดับใหม่ได้เกิดขึ้น - โมดูลของหน้าจอโซลิดสเตตแบน บอร์ดรุ่นใหม่

นักวิทยาศาสตร์เป็นผู้นำของโคตร บุญของเขาไม่เพียง แต่ในการค้นพบเครื่องตรวจจับแสง แต่ส่วนใหญ่ในความจริงที่ว่าเขาได้วางปัญหาเร่งด่วนกับการวิจัยของเขาว่าการทำงานต่อเนื่องในพื้นที่นี้ได้กลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นสัญชาตญาณและความเพียรของ O. V. Losev จำเป็นต้องเกิดขึ้นในทิศทางใหม่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ - ออปโตอิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีอนาคตอันยิ่งใหญ่

อ่านเพิ่มเติม:การใช้ไฟ LED ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์