categorieën: Aanbevolen artikelen » Interessante feiten
Aantal keer bekeken: 22345
Reacties op het artikel: 3
De geschiedenis van LED's: de gloed van Losev
De naam van Oleg Vladimirovich Losev is tegenwoordig alleen bekend bij een kleine kring van specialisten. Wat jammer: zijn bijdrage aan de wetenschap, aan de ontwikkeling van radiotechniek is zodanig dat deze deze ascetische wetenschapper recht geeft op de dankbare herinnering aan zijn nakomelingen.
Leerling van de vijfde klas van de echte school van de pre-revolutionaire Tver Oleg Losev rommelde die avond stilletjes in zijn halfgeheime radio-thuislaboratorium, dat hij uitrustte met bespaard geld van schoolontbijt en nog een elektrische pieper maakte. En niemand had kunnen denken dat in een bescheiden beleefde jongen die opviel tussen klasgenoten met een diep begrip van fysica, een liefde voor experimenteren, de persoonlijkheid van een doelgerichte onderzoeker wordt gevormd.
Het begon allemaal met een openbare lezing over draadloze telegrafie, zoals ze destijds radio noemden, die werd gegeven door het hoofd van het Tver radio-ontvangststation B. M. Leshchinsky. Op zijn veertiende maakt Oleg Losev de definitieve keuze: zijn roeping is radiotechniek.
Voor Losev bleek een toevallige wegbijeenkomst met de grootste radiospecialist van die tijd, professor V.K. Lebedinsky, een groot succes voor het leven. In het rijtuig van een forenzentrein ontmoetten een eerbiedwaardige wetenschapper en een enthousiaste jongeman elkaar en werden voor altijd vrienden. Oleg bezocht vaak het Tver-radiostation van internationale betrekkingen, waar Lebedinsky uit Moskou komt voor wetenschappelijk advies.
Er is een wereldoorlog - het station is bezig met het onderscheppen van radiocommunicatie van de vijand. De leerling van V.K. Lebedinsky, luitenant M.A. Bonch-Bruezich, een gepassioneerd propagandist van radiobusiness, bewaakt de jonge radioamateur op alle mogelijke manieren. In het thuislaboratorium van Oleg is het werk in volle gang: coherrers worden getest, kristaldetectoren worden gemaakt.
Het revolutionaire jaar van 1917 kwam. Losev maakt op dit moment de middelbare school af. Hij droomt ervan radio-ingenieur te worden. Maar hiervoor is het noodzakelijk om een speciale opleiding te krijgen, en hij dient documenten in bij het Moscow Institute of Communications.
In 1918 verhuisde een initiatiefgroep onder leiding van Bonch-Bruezich naar Nizhny Novgorod, waar het eerste onderzoeksinstituut voor radio-engineering in Sovjet-Rusland, het Nizhny Novgorod Radio Laboratory (NRL), werd opgericht. V.K. Lebedinsky wordt voorzitter van de NRL-raad en redacteur van het eerste nationale wetenschappelijke radio-tijdschrift "Telegraphy and Telephony Wirelessly" ("TiTbp"). NRL speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van binnenlandse radiotechnologie.
Losev studeerde slechts een maand aan het Instituut voor Communicatie en bevond zich al snel in Nizhny Novgorod - in de kring van zijn leraren en beschermheren. Natuurlijk was het niet zonder actieve agitatie door V.K. Lebedinsky. Een onzelfzuchtige, attente leraar nam de verantwoordelijkheid voor de opvoeding van een jonge man. Losev nam deel aan de onderzoeksactiviteiten van laboratoria die op dat moment bezig waren met de ontwikkeling van de nieuwste radioapparatuur.
De passie voor draadloze telegrafie heeft in die jaren de hele wereld veroverd. Een glazen buis met ijzervijlsel, een coherer, is al teruggetrokken in de geschiedenis en de al lang bestaande kristaldetector voldoet niet meer aan de groeiende eisen van radio-operators. Het tijdperk van de elektronische lamp naderde. Er waren er echter maar heel weinig, in feite het enige type radiobuis R-5, en zelfs dat bleef de limiet van dromen voor iedereen die geobsedeerd was door radiotechnologie. Daarom was de dringende taak van die jaren de verbetering van de kristaldetector. Deze apparaten werkten erg onstabiel.
Losev controleert de netheid van het oppervlak en de externe structuur van de kristallen, bestudeert in verschillende modi de stroomspanningskenmerken van de detectoren en evalueert de factoren die deze beïnvloeden.
De jonge onderzoeker verlaat het Nizhny Novgorod-laboratorium niet voor dagen: overdag voert hij experimenten uit, 's nachts neemt hij zijn' plaats 'op de derde verdieping in, voordat hij naar de zolder gaat, waar zijn bed is, en zijn jas dient als een deken. Dat was het "comfort" van de vroege jaren 20.
Bij het bestuderen van de stroomspanningskarakteristieken van de detectoren, merkte Losev op dat sommige monsters een nogal vreemde curve hebben, inclusief het incidentgedeelte. Ze detecteren net zo onstabiel, maar iets vertelt Oleg dat hij op weg is naar een oplossing. Eind 1921, tijdens een korte vakantie in Tver, zette Losev zijn experimenten voort in zijn jeugdige laboratorium. Opnieuw neemt hij zinkiet en houtskool uit de oude lamp, begint de detector te testen. Wat is dit In de hoofdtelefoon zendt een verafgelegen station Morse-code netjes en luid uit. Dit is niet eerder gebeurd ... Dus - de ontvangst is geen detector!
Dit was het eerste heterodyne-apparaat op basis van een halfgeleiderapparaat. Het resulterende effect is in wezen een prototype van het transistoreffect. Losev was in staat om een kortlopend deel van het kenmerk te identificeren dat kan leiden tot zelfexcitatie van het oscillerende circuit. Dus op 13 januari 1922 deed een 19-jarige onderzoeker een uitstekende ontdekking. Ze zullen het veel later begrijpen en theoretisch beschrijven, maar voor nu - het praktische resultaat: radio-operatoren over de hele wereld krijgen een eenvoudige detectorontvanger die niet slechter werkt dan een dure lokale buisoscillator, zonder omvangrijke stroombatterijen, zonder schaarse elektronische buizen en een ingewikkelde opstelling.
Losev probeerde veel materialen als een werkend kristal. Het beste was het geraffineerde zinkiet verkregen door fusie in een elektrische boog van natuurlijke zinkietkristallen of zuiver zinkoxide. Een stalen naald diende als contacthaar.
De beschrijving van een halfgeleiderontvanger met een genererend kristal verscheen in druk - dit was het laatste woord in radiotechniek. Al snel ontwikkelde Oleg een aantal radiocircuits met kristallen en schreef een brochure voor radioamateurs met gedetailleerde kenmerken van de ontvangers en aanbevelingen voor de vervaardiging van kristallen.
Onmiddellijk na de eerste publicatie trok de ontdekking van Losev de aandacht van buitenlandse experts. Het Amerikaanse tijdschrift Radio News riep uit: "De jonge Russische uitvinder O. V. Losev heeft zijn uitvinding aan de wereld overgedragen zonder er patent op te hebben!" Een van de Franse tijdschriften schreef tactvoller: "... Losev kondigde zijn ontdekking aan en dacht vooral aan zijn vrienden - radioamateurs over de hele wereld." De ontvanger van Losev heette "Kristadin", wat een lokale kristaloscillator betekende. Kristadin ontving zwakke signalen van verre zendstations, verhoogde de selectiviteit van ontvangst en verzwakte het interferentieniveau.
Een golf van amateurradio overspoelde de jeugd van het land en de "Cristina Dyna-koorts" begon. Zinkiet was moeilijk te krijgen, ze probeerden wat bij de hand was - elk kristal. Massa-onderzoek bracht een andere vondst - galena (kunstmatige loodglans), het werkte goed en er waren er veel. Later zullen wetenschappers betogen: waarom was de transistor in de jaren 20 niet open? Waarom verliet de begaafde onderzoeker het, nadat hij niet alle mogelijkheden van zijn ontdekking had uitgeput? Waarom hebben we het werk een andere richting gegeven? Het antwoord is ...
In 1923, experimenterend met een detecterend contact op basis van een carborundum - staaldraadpaar, ontdekte Oleg Losev een zwakke gloed op de kruising van twee ongelijke materialen. Voorheen observeerde hij een dergelijk fenomeen niet, maar daarvoor werden andere materialen gebruikt. Carborundum (siliciumcarbide) werd voor het eerst getest. Losev herhaalde het experiment - en opnieuw lichtte een doorschijnend kristal op onder een dunne stalen punt. Dus, iets meer dan 60 jaar geleden, werd een van de meest veelbelovende ontdekkingen van elektronica gedaan - elektroluminescentie van een halfgeleiderovergang. Losev ontdekte het fenomeen bij toeval of er waren wetenschappelijke vereisten, nu is het moeilijk te beoordelen.Op de een of andere manier, maar een jonge getalenteerde onderzoeker kwam niet langs een ongewoon fenomeen, classificeerde het niet als een willekeurig geluid, integendeel, lette goed op en vermoedde dat het was gebaseerd op een nog onbekend experimenteel fysica.
De luminescentie werd herhaaldelijk bestudeerd op verschillende materialen, in verschillende temperatuuromstandigheden en elektrische omstandigheden, werd onder een microscoop onderzocht. Het werd voor Losev steeds duidelijker dat hij te maken had met een ontdekking. "Het is waarschijnlijker dat hier een volledig eigenaardige elektronische ontlading plaatsvindt, die, zoals de ervaring leert, geen gloeiende elektroden heeft", schrijft hij in een ander artikel. Dus de nieuwheid, het onbekende voor de wetenschap van open glow voor Losev valt niet te ontkennen, maar er is geen begrip van de fysieke essentie van het fenomeen.
Verschillende versies werden geformuleerd met betrekking tot de fysieke oorzaken van de open gloed. Hij verwoordt een van hen in hetzelfde artikel: "Hoogstwaarschijnlijk gloeit het kristal van elektronische bombardementen op dezelfde manier als de gloed van verschillende mineralen in de fruitbuizen". Later, na het controleren van deze uitleg, plaatst Losev verschillende kristallen in een kathode-luminescente buis en vergelijkt, wanneer bestraald, de spectra en intensiteit van het uitgestraalde licht met vergelijkbare kenmerken van de detectorgloed. Er is een significante overeenkomst gevonden, maar de kwestie van een duidelijk begrip van de fysica van het fenomeen blijft volgens Losev open.
De wetenschapper richt al zijn inspanningen op een diepgaande en gedetailleerde studie van de lichtgevende carborundum-detector.
In nummer 5 van TiTbp magazine voor 1927 verschijnt een groot artikel, "Luminous Carborundum Detector and Detection with Crystals", waarin de experimentator schrijft: "Twee soorten luminescentie kunnen worden onderscheiden ... luminescentie! "Een groenachtig blauwe, heldere kleine stip en een luminescentie II, wanneer een aanzienlijk oppervlak van het kristal helder fluoresceert." Slechts enkele decennia later bleek dat als gevolg van de willekeurige introductie van atomen van andere elementen in het carborundum-kristalrooster, actieve centra werden gecreëerd waarin intense recombinatie van stroomdragers plaatsvond, waardoor lichtenergetische quanta werden uitgestoten.
O. V. Losev experimenteert met verschillende soorten kristallen en verschillende rijdraden, en doet twee belangrijke conclusies: de gloed treedt op zonder hitte, dat wil zeggen, het is "koud", de traagheid van het uiterlijk en het verval van de gloed is extreem klein, dat wil zeggen, het is praktisch traagheid. Nu weten we: deze kenmerken van de gloed, opgemerkt door Losev in de jaren 20, zijn de belangrijkste voor vandaag LED's, indicatoren, optocouplers, infraroodzenders.
De fysieke essentie van de gloed is nog onduidelijk en O. V. Losev zoekt voortdurend naar een verklaring voor de fysica van het fenomeen. Al snel doet hij een belangrijke observatie, dichter bij het begrijpen van de essentie van het proces: "Onder een microscoop kun je duidelijk zien dat de gloed optreedt wanneer de contactdraad scherpe randen of breuken van het kristal raakt ...", dat wil zeggen dat licht wordt gegenereerd op kristallijne defecten. Technische rapporten voor 1927, opgeslagen in de archieven van de V. I. Lenin NRL, bevestigen hoe grondig de studie van de lichtgevende carborundum-detector is uitgevoerd. Het effect van een sterk magnetisch veld, ultraviolette straling en röntgenstralen werd bestudeerd; gedrag in verschillende media - ionisatie van de lucht rondom de gloed werd getest en thermische emissie van verschillende mineralen werd bestudeerd. Foutieve versies verdwijnen na elkaar en stap voor stap vindt de accumulatie van waardevolle kennis plaats. Losev bereidt zelf verschillende soorten carborundum voor op experimenten, monteert testfaciliteiten, zaagt en slijpt metaal, neemt metingen, houdt tijdschriften bij - helemaal alleen, van het idee tot de uiteindelijke resultaten.
De onderzoeken van Losez naar elektroluminescentie hebben in het buitenland een brede respons en erkenning gekregen.Zijn werken werden herdrukt door buitenlandse tijdschriften en de ontdekking kreeg de officiële naam - "Losev's Glow". Zowel in het buitenland als we hebben geprobeerd het in de praktijk te gebruiken. Losev zelf ontving een patent voor het "lichtrelais" -apparaat, maar de slechte ontwikkeling van de solid state-theorie op dat moment en de bijna volledige afwezigheid van halfgeleidertechnologie stond de wetenschapper niet toe om praktische toepassingen voor elektroluminescentiewerk te vinden. In essentie hielden ze verband met de problemen van de toekomst, en de wending kwam pas na 20-30 jaar.
Het praktische gebruik van het effect van de gloed van Losev begon in de late jaren vijftig. Dit werd mogelijk gemaakt door de ontwikkeling van halfgeleiderapparaten: diodes, transistors, thyristors. Niet alleen halfgeleiderelementen waren elementen voor informatieweergave - omvangrijk en onbetrouwbaar. Daarom werd in alle landen die wetenschappelijk en technisch zijn ontwikkeld, een intensieve ontwikkeling van lichtemitterende halfgeleiderapparatuur uitgevoerd.
De eerste daarvan werd commercieel verkrijgbare fosfide-gallium rode LED. Na hem verscheen een siliciumcarbidediode met gele straling. In de jaren zestig creëerden natuurkundigen en technologen groene en oranje LED's. Uiteindelijk werd aan het begin van het huidige decennium een blauwe LED verkregen op het antimonide. Tegelijkertijd was er een zoektocht naar nieuwe technologische methoden, halfgeleidermaterialen en transparante kunststoffen. Als gevolg van intensief werk werd de helderheid van de gloed van de apparaten aanzienlijk verhoogd, verschillende soorten gesegmenteerde digitale alfanumerieke indicatoren, matrixindicatoren en lineaire schalen werden ontwikkeld. Apparaten met een veranderende gloeikleur, evenals verschillende soorten LED-geheugenmodules die een verscheidenheid aan geometrische vormen markeren: een rechthoek, driehoek, cirkel, enz. Onlangs is een nieuwe klasse apparaten ontstaan - modules van platte solid-state schermen waaruit u mozaïekschermen kunt samenstellen en nieuwe generatie bord.
De wetenschapper loopt zijn tijdgenoten voor. Zijn verdienste ligt niet alleen in de ontdekking van de detectorgloed, maar vooral in het feit dat hij met zijn onderzoek het probleem zo scherp naar voren bracht dat de voortzetting van de werkzaamheden op dit gebied onvermijdelijk werd. Dus, de intuïtie en het doorzettingsvermogen van O. V. Losev is te wijten aan de opkomst van een nieuwe richting van elektronica - halfgeleider-opto-elektronica, die een grote toekomst heeft.
Lees ook:Het gebruik van LED's in elektronische schakelingen
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: