Историја ЛЕД-ова: Лосев сјај

Име Олег Владимирович Лошев данас је познато само уском кругу стручњака. Штета: његов допринос науци, развоју радио-инжењерства је такав да даје овом аскетском научнику захвалну успомену на његове потомке.

Ученик петог разреда праве школе предреволуционарног Твера, Олег Лосев, тихо је ту вечер промуцао у својој полу-тајној кућној радио-лабораторији, коју је опремио новцем уштеденим од школског доручка и направио још један електрични чамац. И нико није могао помислити да се у скромном љубазном дечаку који се истицао међу школским колегама дубоким разумевањем физике, љубављу према експериментисању формира личност наменског истраживача.

Све је почело јавним предавањем о бежичној телеграфији, како су у то време звали радио, које је одржао шеф пријемне станице у Тверу Б. М. Лесхцхински. Са четрнаест година, Олег Лосев доноси коначни избор: његов позив је радио инжењеринг.

За Лосева се случајни путни састанак са највећим радио специјалистом тог времена, професором В. К. Лебединским, показао као велика животна срећа. У колима из приградског воза сретан научник и ентузијастични младић заувек су се срели и спријатељили. Олег је често посећивао радио-станицу Твер за међународне односе, где Лебедински долази из Москве ради научних савета.

Светски рат је - станица је ангажована у пресретању непријатељске радио комуникације. Ученик В. К. Лебединског, поручник М. А. Бонцх-Бруезицх, страствени пропагандиста радио пословања, на све могуће начине чува младог радиоаматера. У кућној лабораторији Олег је посао у пуном јеку: тестирају се кохерсери, раде се детектори кристала.

Дошла је револуционарна година 1917. Лосев у овом тренутку завршава средњу школу. Сања да постане радио инжењер. Али за то је неопходно стећи специјално образовање и он доставља документацију Московском институту за комуникације.

1918. године, иницијативна група коју је водила Бонцх-Бруезицх преселила се у Нижњи Новгород, где је створен први институт за радиотехничко истраживање у совјетској Русији, Нижњи Новгород Радио Лаборатори (НРЛ). В. К. Лебедински постаје председавајући Савета НРЛ и уредник првог националног научног радио часописа „Телеграпхи анд Телепхони Вирелесс“ („ТиТбп“). НРЛ је имао велику улогу у развоју домаће радио технологије.

Лосев је студирао на Институту за комуникације само месец дана и убрзо се нашао у Нижњем Новгороду - у кругу својих учитеља и покровитеља. Наравно, није прошло без активне агитације В. К. Лебединског. Несебичан, пажљив учитељ преузео је одговорност за образовање младог човека. Лосев се придружио истраживачким активностима лабораторија које се баве развојем најновије радио опреме за то време.

Страст према бежичној телеграфији тих година обузела је цео свет. Стаклена цев са жељезним подлошцима, кохер, већ се повукла у историју, а дуго савладани детектор кристала престао је да задовољава све веће потребе радио оператора. Дошло је доба електронске лампе. Међутим, било их је изузетно мало, у ствари једини тип Р-5 радио цеви, па чак и то је остало граница снова свих опседнутих радио технологијом. Стога је хитан задатак тих година био унапређење детектора кристала. Ови уређаји су радили врло нестабилно.

Лосев проверава чистоћу површине и спољашњу структуру кристала, у различитим режимима, проучава карактеристике напона струје детектора и процењује факторе који утичу на њих.

Млади истраживач данима не напушта лабораторију Нижног Новгорода: дању кад проводи експерименте, ноћу заузима своје „место“ на трећем спрату, пре одласка на таван, где је његов кревет, а капут служи као ћебе. То је била "удобност" раних 1920-их.

Проучавајући карактеристике напона напона на детекторима, Лосев је приметио да неки узорци имају прилично чудну криву, укључујући и инцидентни део. Откривају их као нестабилно, али нешто говори о Олегу да је на путу ка рјешењу. Крајем 1921. године, током кратког одмора у Тверу, Лосев је наставио експерименте у својој омладинској лабораторији. Опет узима цинкит и угљен из старе лампе, почиње да испитује детектор. Шта је ово? Неким удаљеним станицама у слушалицама чисто и гласно одашиље Морсеов код. То се раније није догодило ... Дакле - пријем није детектор!

Ово је први хетеродински уређај заснован на полуводичком уређају. Добијени ефекат је у основи прототип ефекта транзистора. Лосев је успео да идентификује кратко падајући део карактеристике који може довести до само-побуђења осцилаторног круга. Тако је 13. јануара 1922. 19-годишњи истраживач направио изванредно откриће. Схватиће их и теоретски ће то описати много касније, али за сада - практични резултат: радио-оператори широм света добијају једноставан детекторски пријемник који ради ништа горе од скупог локалног осцилатора, без гломазних батерија, без оскудних електронских цеви и компликованог подешавања.

Лосев је пробао много материјала као радни кристал. Најбољи се показао оплемењени цинкит добијен фузијом у електричном луку природних кристала цинка или чистог цинковог оксида. Челична игла служила је као длака за контакт.

Опис полупроводничког пријемника са генерирајућим кристалима појављује се у тиску - ово је била последња реч у радиотехници. Убрзо је Олег развио неколико радио кругова са кристалима и написао брошуру за радиоаматере са детаљним карактеристикама пријемника и препорукама за производњу кристала.

Одмах након прве публикације Лосевово откриће привукло је велику пажњу страних стручњака. Амерички магазин Радио Невс узвикнуо је: „Млади руски проналазач О. В. Лосев пренео је свој изум у свет, а да притом није узео патент!“ Један од француских часописа тактички је написао: „... Лосев је објавио своје откриће, мислећи пре свега на своје пријатеље - радиоаматере широм света“. Лосеов пријемник назван је „Кристадин“, што је значило кристални локални осцилатор. Кристадин је примао слабе сигнале са удаљених одашиљачких станица, повећавао селективност пријема и ослабио ниво сметњи.

Талас аматерског радија захватио је омладину земље и почела је "Грозница Цристине Дине". Цинкит је било тешко набавити, испробавали су шта год је пошло за руком - било који кристал. Масовна истраживања довела су још један налаз - галену (вештачки сјајни олов), добро је функционисала, а било је пуно тога. Касније ће научници тврдити: зашто, у 20-им, транзистор није био отворен? Зашто је надарени истраживач, не исцрпивши све могућности свог открића, изненада то напустио? Шта нас је натерало да рад усмеримо у другом правцу? Одговор је ...

1923. године, експериментишући са детектовањем контакта заснованог на пару жица од карборундума - челичне жице, Олег Лосев открио је слаб сјај на месту спајања два различита материјала. Раније није приметио такву појаву, али пре тога су коришћени други материјали. Карборундум (силицијум карбид) је први пут тестиран. Лосев је поновио експеримент - и поново је прозрачан кристал испод танког челичног врха упалио. Дакле, пре нешто више од 60 година, направљено је једно од најперспективнијих открића електронике - електролуминесценција полуводичког споја. Лосев је феномен открио случајно или су постојали научни предуслови, сада је тешко судити.Овако или онако, али млади талентовани истраживач није прошао необичну појаву, није је класификовао као случајну буку, већ је, напротив, посветио велику пажњу и претпоставио да је заснован на принципу још непознатом експерименталној физици.

Луминесценција је више пута проучавана на различитим материјалима, у различитим температурним и електричним условима, испитивана је под микроскопом. Лосеву је постајало све очигледније да се бави открићем. „Вероватније је да се овде догоди потпуно необичан електронски пражњење, који, како искуство показује, нема ужарених електрода“, пише у другом чланку. Дакле, новост, непозната науци о Лосеву о отвореном сјају је неспорна, али не постоји разумевање физичке суштине феномена.

Формулирано је неколико верзија о физичким узроцима отвореног сјаја. Један од њих изражава у истом чланку: „Највјероватније, кристал блиста од електронског бомбардовања слично сијају различитих минерала у епруветама с воћем“. Касније, проверавајући ово објашњење, Лосев смешта разне кристале у катодно-луминисцентну цев и, када је зрачен, упоређује спектре и јачину емитоване светлости са сличним карактеристикама сјаја детектора. Пронађена је значајна сличност, али питање јасног разумевања физике феномена, према Лосеву, остаје отворено.

Научник све своје напоре фокусира на дубинско и детаљно проучавање светлосног детектора карборундума.

У бр. 5 часописа ТиТбп за 1927. годину појављује се велики чланак „Свјетлосни детектор карборундума и детекција с кристалима“, у којем експериментатор пише: „Могу се разликовати двије врсте луминисценције ... луминисценција! "Зеленкасто-плава, светла мала тачка и луминисценција ИИ, када се значајна површина кристала јарко флуоресцира." Само неколико деценија касније, испоставило се да су као резултат случајног увођења атома других елемената у кристалној решетки карборундума створени активни центри у којима је дошло до интензивне рекомбинације струјних носача, услед чега се избацују кванти светлосне енергије.

Експериментишући са различитим врстама кристала и различитим контактним жицама, О. В. Лосев доноси два важна закључка: сјај се одвија без топлоте, односно, „хладан је“, инертност појаве и пропадања сјаја је изузетно мала, то јест, практично је инерција. Сада знамо: ове карактеристике сјаја које је Лосев приметио 20-их година најважније су за данашњи дан ЛЕД, индикатори, оптоплери, инфрацрвени одашиљачи.

Физичка суштина сјаја још увек није јасна, а О. В. Лосев упорно тражи објашњење физике појаве. Убрзо чини једно важно запажање, ближе разумевању суштине процеса: „Под микроскопом се јасно види да се сјај појављује када контактна жица додирне оштре ивице или ломове кристала ...“, односно, светлост се ствара на кристалним дефектима. Технички извештаји за 1927. годину, који се чувају у архивима НРЛ В. И. Лењина, потврђују колико је темељно спроведена студија светлосног детектора карборундума. Изучаван је утицај јаког магнетног поља, ултраљубичастог зрачења и рендгенских зрака; тестирано је понашање у разним медијима - јонизација ваздуха који окружује сјај и проучавана је топлотна емисија различитих минерала. Погрешне верзије нестају једна за другом и корак по корак акумулирање драгоценог знања се наставља. Сам Лосев припрема разне врсте карборундума за експерименте, монтира тест уређаје, тестере и метале за оштрење, врши мерења, води радне дневнике - и све од себе, од идеје до коначних резултата.

Лосезове студије о електролуминесценцији добиле су широк одзив и признање у иностранству.Дела су му преписана у страним часописима, а откриће је добило службено име - „Лосев сјај“. И у иностранству смо и покушали да то искористимо у пракси. Сам Лосев добио је патент за уређај „релеј светлости“, али лош развој теорије чврстог стања у то време и скоро потпуно непостојање технологије полуводича нису научнику омогућили да примени практичне примене за рад на електролуминесценцији. У суштини, односили су се на проблеме будућности, а ред им је дошао тек након 20-30 година.

Практична употреба ефекта сјаја Лосева почела је касних педесетих. То је омогућено развојем полуводичких уређаја: диоде, транзистора, тиристори. Нису само полуводички елементи били елементи приказа информација - гломазни и непоуздани. Због тога је у свим земљама развијеним у научно-техничком смислу интензивно развијани полуводички уређаји за емитовање светлости.

Први од њих почео је да се продаје у продаји фосфид-галијум црвене ЛЕД. Након њега појавила се силиконска карбидна диода са жутим зрачењем. Шездесетих година, физичари и технолози створили су зелене и наранџасте ЛЕД диоде. Коначно, почетком текуће деценије, на антимониду је добијен плави ЛЕД. Паралелно с тим, тражила се и нова технолошка метода, полуводички материјали и провидна пластика. Као резултат интензивног рада, светлост сјаја уређаја је значајно повећана, развијене су различите врсте сегментираних дигиталних алфанумеричких индикатора, матрични индикатори и линеарне скале. Уређаји са променљивом бојом светлости, као и разне врсте ЛЕД мнемолошких емитера који истичу различите геометријске облике: правоугаоник, троугао, круг итд. Недавно се појавила нова класа уређаја - модули равних масивних екрана са којих можете монтирати мозаичке екране и нова генерација плоча.

Научник је испред својих савременика. Његова заслуга није само у откривању сјаја детектора, већ углавном у чињеници да је својим истраживањем проблем оштро покренуо да је наставак рада у овој области постао неизбежан. Дакле, интуиција и упорност О. В. Лосева настаје због настанка новог смера електронике - полупроводничке оптоелектронике, који има велику будућност.

Прочитајте и:Употреба ЛЕД диода у електронским круговима