kategorier: Udvalgte artikler » Interessante fakta
Antal visninger: 22345
Kommentarer til artiklen: 3
LED'ernes historie: Losevs glød
Navnet på Oleg Vladimirovich Losev i dag er kun kendt for en snæver cirkel af specialister. Synd, at hans bidrag til videnskaben og udviklingen af radioteknik er sådan, at det giver denne asketiske videnskabsmand ret til hans taknemmelige mindesminde.
Eleven fra femte klasse i den rigtige skole i den førrevolutionære Tver Oleg Losev rummede roligt den aften i sit halvhemmelige hjemmradiolaboratorium, som han udstyrede med penge, der blev sparet fra skolefrokost og lavede en anden elektrisk knæl. Og ingen kunne have troet, at i en beskeden høflig dreng, der stod ud blandt klassekammerater med en dyb forståelse af fysik, en kærlighed til eksperimentering, dannes personligheden af en målrettet forsker.
Det hele begyndte med et offentligt foredrag om trådløs telegrafi, som de kaldte radio på det tidspunkt, som blev leveret af lederen af Tver-radiomodtagelsesstationen B. M. Leshchinsky. Klokken 14 træffer Oleg Losev det endelige valg: hans kald er radioteknik.
For Losev viste det sig, at et tilfældigt vejmøde med den tids største radiospecialist, professor V.K. Lebedinsky, var et stort liv. I vognen med et pendeltog mødte en ærverdig videnskabsmand og en entusiastisk ung mand og blev venner for evigt. Oleg besøgte ofte Tver-radiostationen for internationale forbindelser, hvor Lebedinsky kommer fra Moskva for videnskabelig rådgivning.
Der er en verdenskrig - stationen beskæftiger sig med at opfange fjendens radiokommunikation. Eleven til V. K. Lebedinsky, løjtnant M.A. Bonch-Bruezich, en lidenskabelig propagandist inden for radiovirksomhed, beskytter på alle mulige måder den unge radioamatør. I hjemmets laboratorium i Oleg er arbejdet i fuld gang: koherre testes, der fremstilles krystaldetektorer.
Det revolutionære år 1917 kom. Losev er på dette tidspunkt færdig med gymnasiet. Han drømmer om at blive radioingeniør. Men for dette er det nødvendigt at få en særlig uddannelse, og han forelægger dokumenter til Moskva Institut for Kommunikation.
I 1918 flyttede en initiativgruppe ledet af Bonch-Bruezich til Nizhny Novgorod, hvor det første radiotekniske forskningsinstitut i Sovjet-Rusland, Nizhny Novgorod Radio Laboratory (NRL), blev oprettet. V.K. Lebedinsky bliver formand for NRL-rådet og redaktør for det første nationale videnskabelige radiotidsskrift "Telegraphy and Telephony Wirelessly" ("TiTbp"). NRL spillede en vigtig rolle i udviklingen af indenlandsk radioteknologi.
Losev studerede på Institut for Kommunikation i kun en måned og befandt sig snart i Nizhny Novgorod - i kredsen af sine lærere og lånere. Naturligvis var det ikke uden aktiv ophidselse fra V. K. Lebedinsky. En uselvisk, opmærksom lærer tog ansvar for uddannelsen af en ung mand. Losev kom med i forskningsaktiviteterne i laboratorier, der var involveret i udviklingen af det nyeste radioudstyr for det tidspunkt.
Lidenskab til trådløs telegrafi i disse år fejede hele verden. Et glasrør med jernfilinger, en koherrer, er allerede trukket tilbage i historien, og den længe mestrede krystaldetektor ophørte med at opfylde de voksende krav fra radiooperatører. Tidspunktet for den elektroniske lampe nærmet sig. Der var imidlertid meget få af dem, faktisk den eneste type radiorør R-5, og endda forblev grænsen for drømme for alle besat af radioteknologi. Derfor var disse års presserende opgave forbedring af krystaldetektoren. Disse enheder fungerede meget ustabile.
Losev kontrollerer overfladens renhed og den ydre struktur af krystaller i forskellige tilstande, undersøger detektorernes strømspændingsegenskaber og evaluerer de faktorer, der påvirker dem.
Den unge forsker forlader ikke Nizhny Novgorod-laboratoriet i flere dage: i løbet af dagen udfører han eksperimenter, om natten indtager sit ”sted” på tredje sal, før han går på loftet, hvor hans seng er, og hans frakke fungerer som et tæppe. Det var "komforten" i de tidlige 1920'ere.
Ved at studere detektorernes strømspændingsegenskaber bemærkede Losev, at nogle prøver har en ret mærkelig kurve, inklusive hændelsesdelen. De opdager lige så ustabile, men noget siger Oleg, at han er på vej til en løsning. I slutningen af 1921, under en kort ferie i Tver, fortsatte Losev sine eksperimenter i sit ungdommelige laboratorium. Igen tager han zinkit og trækul fra den gamle lampe og begynder at teste detektoren. Hvad er dette? I hovedtelefonerne transmitterer nogen fjern station Morse-kode rent og højt. Dette er ikke sket før ... Så - modtagelsen er ikke detektor!
Dette var den første heterodyne enhed baseret på en halvlederenhed. Den resulterende effekt er i det væsentlige en prototype af transistoreffekten. Losev var i stand til at identificere et kort faldende afsnit af karakteristikken, der kan føre til selv-excitation af oscillerende kredsløb. Så den 13. januar 1922 gjorde en 19-årig forsker en enestående opdagelse. De vil forstå og teoretisk beskrive det meget senere, men indtil videre - det praktiske resultat: radiooperatører over hele verden får en simpel detektormodtager, der fungerer ikke dårligere end en dyre rør-lokaloscillator, uden voluminøse batterier, uden knappe elektroniske rør og kompliceret opsætning.
Losev prøvede mange materialer som en arbejdende krystal. Det bedst viste sig at være fornuftet zinkit opnået ved fusion i en elektrisk bue af naturlige zinkitkrystaller eller rent zinkoxid. En stålnål tjente som et kontakthår.
Beskrivelsen af en halvledermodtager med en genererende krystal optrådte på tryk - dette var det sidste ord inden for radioteknik. Snart udviklede Oleg et antal radiokredsløb med krystaller og skrev en brochure til radioamatører med detaljerede karakteristika for modtagere og anbefalinger til fremstilling af krystaller.
Umiddelbart efter den første publikation trak Losevs opdagelse udenlandske eksperter opmærksomhed. Magasinet American Radio News udbrød: "Den unge russiske opfinder O. V. Losev overførte sin opfindelse til verden uden at tage patent på den!" Et af de franske magasiner skrev mere taktfast: "... Losev annoncerede sin opdagelse og tænkte primært på sine venner - radioamatører over hele verden." Losevs modtager blev navngivet "Kristadin", hvilket betød en krystal lokal oscillator. Kristadin modtog svage signaler fra fjerne sendestationer, øgede modtagelsens selektivitet og svækkede interferensniveauet.
En bølge af amatørradio hæmmede landets ungdom, og "Cristina Dyna Fever" begyndte. Zincite var svært at få, de prøvede, hvad der kom til hånden - enhver krystal. Masseundersøgelser har bragt endnu et fund - galena (kunstig blyglans), det fungerede godt, og der var meget af det. Senere vil forskere argumentere: hvorfor i 20'erne var transistoren ikke åben? Hvorfor forlod den begavede forsker, pludselig den ikke, efter at have udtømt alle mulighederne for hans opdagelse? Hvad fik os til at vende arbejdet i en anden retning? Svaret er ...
I 1923, der eksperimenterede med en detekteringskontakt baseret på et ståltrådpar af carborundum - stål, opdagede Oleg Losev en svag glød ved krydset mellem to forskellige materialer. Tidligere observerede han ikke et sådant fænomen, men før det blev andre materialer brugt. Carborundum (siliciumcarbid) blev testet for første gang. Losev gentog eksperimentet - og igen lyser en gennemsigtig krystal under en tynd stålspids. Så for lidt over 60 år siden blev en af de mest lovende opdagelser inden for elektronik gjort - elektroluminescens i et halvlederforbindelse. Losev opdagede fænomenet tilfældigt, eller der var videnskabelige forudsætninger, nu er det vanskeligt at bedømme.En eller anden måde, men en ung talentfuld forsker gik ikke forbi et usædvanligt fænomen, klassificerede det ikke som en tilfældig støj, tværtimod, opmærksomme og gættede, at det var baseret på et princip, der stadig var ukendt for eksperimentel fysik.
Luminescensen blev gentagne gange undersøgt på forskellige materialer under forskellige temperaturbetingelser og elektriske betingelser blev undersøgt under et mikroskop. Det blev stadig mere tydeligt for Losev, at han havde at gøre med en opdagelse. ”Det er mere sandsynligt, at der forekommer en fuldstændig ejendommelig elektronisk udladning her, som, som erfaringen viser, ikke har glødende elektroder,” skriver han i en anden artikel. Så nyheden, det ukendte for videnskaben om åben glød for Losev er ubestridelig, men der er ingen forståelse for den fysiske essens af fænomenet.
Flere versioner blev formuleret vedrørende de fysiske årsager til den åbne glød. Han udtrykker en af dem i samme artikel: ”Mest sandsynligt gløder krystallen fra elektronisk bombardement på samme måde som glødet fra forskellige mineraler i frugtrørene”. Senere, ved at kontrollere denne forklaring, placerer Losev forskellige krystaller i et katode-selvlysende rør og sammenligner spektret og intensiteten af det udsendte lys, når det bestråles, med lignende egenskaber for detektorglødet. Der findes en betydelig lighed, men spørgsmålet om en klar forståelse af fænomenets fysik forbliver ifølge Losev åben.
Forskeren fokuserer al sin indsats på en dyb og detaljeret undersøgelse af den lysende karborundumdetektor.
I nr. 5 i TiTbp-magasinet for 1927 vises en stor artikel, "Lysende carborundum-detektor og detektion med krystaller," hvor eksperimentatoren skriver: ”To typer luminescens kan skelnes ... luminescens! "En grønblå, lys lille prik og en luminescens II, når en markant overflade af krystallen lyser lys." Kun få årtier senere viser det sig, at i krystalgitteret i carborundum som et resultat af tilfældig introduktion af atomer fra andre elementer blev der skabt aktive centre, hvor intens rekombination af aktuelle bærere forekom, som et resultat af, hvor let energikvanta blev skubbet udad.
Eksperimenterende med forskellige typer krystaller og forskellige kontaktledninger gør O. V. Losev to vigtige konklusioner: glødet forekommer uden varme, det vil sige, det er “koldt”, inertien i udseendet og forfaldet af glødet er ekstremt lille, det vil sige det er praktisk talt inerti. Nu ved vi: disse kendetegn ved glød, bemærket af Losev i 20'erne, er de vigtigste for dagens LED'er, indikatorer, optokoblere, infrarøde emittere.
Glødens fysiske essens er stadig uklar, og O. V. Losev søger vedvarende en forklaring af fænomenets fysik. Snart foretager han en vigtig observation, tættere på at forstå essensen af processen: ”Under et mikroskop kan du tydeligt se, at glødet forekommer, når kontaktledningen berører skarpe kanter eller brud på krystallen ...”, dvs. lys genereres på krystallinske defekter. Tekniske rapporter for 1927, lagret i arkiverne til V. I. Lenin NRL, bekræfter, hvor grundigt undersøgelsen af den lysende karborundumdetektor blev udført. Effekten af et stærkt magnetfelt, ultraviolet stråling og røntgenstråler blev undersøgt; adfærd i forskellige medier - ionisering af luften omkring glødet blev testet, og termisk emission af forskellige mineraler blev undersøgt. Fejlagtige versioner forsvinder den ene efter den anden, og skridt for trin opnås akkumulering af værdifuld viden. Losev forbereder selv forskellige varianter af carborundum til eksperimenter, monterer testfaciliteter, sav og slider metal, udfører målinger, holder arbejdsblade - helt alene, fra ideen til de endelige resultater.
Losez's undersøgelser af elektroluminescens har modtaget bred respons og anerkendelse i udlandet.Hans værker blev genoptrykt af udenlandske magasiner, og opdagelsen fik det officielle navn - "Losev's Glow". Både i udlandet og i vores land er der gjort forsøg på at omsætte det til praksis. Losev selv modtog et patent på "lysrelæ" -enheden, men den dårlige udvikling af solid state teori på det tidspunkt og det næsten fuldstændige fravær af halvlederteknologi gjorde det ikke muligt for forskeren at finde praktiske anvendelser til elektroluminescensarbejde. I det væsentlige relaterede de sig til fremtidens problemer, og vendingen kom dem først efter 20-30 år.
Den praktiske anvendelse af effekten af Losevs glød begyndte i slutningen af halvtredserne. Dette blev lettet ved udviklingen af halvlederenheder: dioder, transistorer, tyristorer. Ikke kun halvlederelementer forblev - informationsdisplay - voluminøs og upålidelig. Derfor blev der i alle lande udviklet videnskabeligt og teknisk set intensiv udvikling af halvledende lysemitterende enheder.
Den første af dem begyndte at være kommercielt tilgængelig fosfid-gallium rød LED. Efter ham dukkede en siliciumkarbid diode med gul stråling ud. I 60'erne skabte fysikere og teknologer grønne og orange lysdioder. Endelig, i begyndelsen af det nuværende årti, blev en blå LED opnået på antimonidet. Parallelt blev der søgt efter nye teknologiske metoder, halvledermaterialer og gennemsigtig plast. Som et resultat af intensivt arbejde blev lysstyrken i enhedernes glød markant forøget, forskellige typer segmenterede digitale alfanumeriske indikatorer, matrixindikatorer og lineære skalaer blev udviklet. Enheder med en skiftende glødefarve såvel som forskellige typer LED-mnemoniske udsendere, der fremhæver en række geometriske former: et rektangel, trekant, cirkel osv. For nylig er en ny klasse af enheder dukket op - moduler af flade faststofskærme, hvorfra du kan samle mosaikskærme og ny generation bestyrelse.
Forskeren går foran sine samtidige. Hans fortjeneste er ikke kun i opdagelsen af detektorglød, men hovedsageligt i det faktum, at han så presserende har stillet et problem med sin forskning, at fortsættelsen af arbejdet på dette område er blevet uundgåeligt. Så intuitionen og udholdenheden af O. V. Losev skyldes fremkomsten af en ny retning af elektronik - halvlederoptoelektronik, som har en stor fremtid.
Se også på elektrohomepro.com
: