Categories: Articles destacats » Fets interessants
Nombre de visualitzacions: 22345
Comentaris sobre l'article: 3
La història dels LED: el resplendor de Losev
El nom d’Oleg Vladimirovich Losev avui només és conegut per un cercle estret d’especialistes. Quina llàstima: la seva contribució a la ciència, al desenvolupament de l’enginyeria radiofònica és tal que dóna dret a aquest científic ascet a la memòria agraïda dels seus descendents.
Alumne del cinquè grau de l'escola real del prerevolucionari Tver Oleg Losev, que va passar una nit tranquil·lament al vespre al seu laboratori de ràdio domèstica mig secret, que va equipar amb diners estalviats dels esmorzars de l'escola, i va convertir en una altra màquina elèctrica. I ningú no hauria pogut pensar que en un modest nen educat que destacava entre els companys de classe amb una profunda comprensió de la física, un amor a l’experimentació, es forma la personalitat d’un investigador amb finalitat.
Tot va començar amb una conferència pública sobre telegrafia sense fils, com van anomenar la ràdio en aquell moment, que va ser impartida pel cap de la recepció de ràdio Tver B. M. Leshchinsky. Amb catorze anys, Oleg Losev opta per la decisió final: la seva trucada és l’enginyeria radiofònica.
Per a Losev, una reunió accidental per carretera amb el major especialista de ràdio d'aquella època, el professor V.K. Lebedinsky, va resultar ser un gran èxit per a la vida. Al carro d’un tren de rodalies, es va conèixer un científic venerable i un jove entusiasta i es van fer amics per sempre. Oleg va visitar sovint l’emissora de relacions internacionals Tver, on Lebedinsky prové de Moscou per obtenir consells científics.
Hi ha una guerra mundial: l’emissora es dedica a interceptar les comunicacions de ràdio de l’enemic. L’alumne de V.K. Lebedinsky, el tinent M. A. Bonch-Bruezich, un apassionat propagandista dels negocis de ràdio, vetlla en tots els sentits possibles per a la jove ràdio aficionada. Al laboratori domèstic d’Oleg, el treball està en ple desenvolupament: s’estan posant a prova els rentadors i s’estan fent detectors de cristall.
Va arribar l'any revolucionari de 1917. Losev en aquest moment està acabant la secundària. Somia convertir-se en enginyer de ràdio. Però per a això és necessari obtenir una educació especial i envia documents a l’Institut de Comunicacions de Moscou.
El 1918, es va crear un grup d’iniciativa dirigit per Bonch-Bruezich a Nizhny Novgorod, on es va crear el primer institut d’investigació d’enginyeria de ràdio a Rússia soviètica, el laboratori de ràdio Nizhny Novgorod (NRL). V. K. Lebedinsky esdevé president del Consell de la LNR i redactor de la primera revista de ràdio científica nacional "Telegrafia i telefonia sense fil" ("TiTbp"). La LNR va jugar un paper important en el desenvolupament de la tecnologia de ràdio domèstica.
Losev va estudiar a l'Institut de Comunicacions només un mes i aviat es va trobar a Nizhny Novgorod, al cercle dels seus professors i mecenes. Per descomptat, no va estar sense una agitació activa de V.K. Lebedinsky. Un professor desinteressat i atent es va fer responsable de l’educació d’un jove. Losev es va unir a les activitats de recerca de laboratoris dedicats al desenvolupament dels últims equips de ràdio en aquell moment.
La passió per la telegrafia sense fils en aquells anys va arrasar tot el món. Un tub de vidre amb arxius de ferro, un coherrer, ja ha entrat en la història, i el detector de cristalls de gran domini ha deixat de satisfer les creixents demandes dels operadors de ràdio. S’acostava l’era de la làmpada electrònica. Tot i això, n’hi havia molt pocs, de fet, l’únic tipus de tub de ràdio R-5, i fins i tot que es va mantenir el límit dels somnis de tots els obsessionats amb la tecnologia de ràdio. Per tant, la tasca urgent d’aquells anys era la millora del detector de cristalls. Aquests dispositius funcionaven molt inestables.
Losev comprova la neteja de la superfície i l'estructura externa dels cristalls, en diversos modes, estudia les característiques de tensió actual dels detectors i avalua els factors que els influeixen.
El jove investigador no surt del laboratori de Nizhny Novgorod des de fa dies: durant el dia que realitza experiments, a la nit pren el seu "lloc" al tercer pis, abans d'anar a les golfes, on es troba el llit, i la seva capa serveix de manta. Aquesta va ser la "comoditat" de principis dels anys vint.
Estudiant les característiques de tensió actual dels detectors, Losev va observar que algunes mostres tenen una corba bastant estranya, incloent la secció d'incidents. Ells detecten igual d’inestable, però alguna cosa li diu a Oleg que està en camí d’una solució. A finals de 1921, durant unes breus vacances a Tver, Losev va continuar els seus experiments al seu jove laboratori. De nou agafa zincita i carbó vegetal de l’antiga làmpada, comença a provar el detector. Què és això Als auriculars, alguna estació distant transmet el codi Morse de forma neta i en veu alta. Això no ha passat abans ... Per tant, la recepció no és detector.
Aquest va ser el primer dispositiu heterodè basat en un dispositiu semiconductor. L’efecte resultant és essencialment un prototip de l’efecte transistor. Losev va ser capaç d'identificar una secció de caiguda curta de la característica que pot conduir a l'autoexcitació del circuit oscil·lador. Així doncs, el 13 de gener de 1922, un investigador de 19 anys va fer un descobriment destacat. Ho entendran i ho descriuen teòricament molt més endavant, però de moment, el resultat pràctic: els operadors de ràdio a tot el món aconsegueixen un senzill receptor de detector que no funciona pitjor que un oscil·lador local de tubs car, sense bateries voluminoses, sense tubs electrònics escassos i amb una configuració complicada.
Losev va provar molts materials com a cristall de treball. El millor va ser la zincita refinada obtinguda per fusió en un arc elèctric de cristalls naturals de zincita o òxid de zinc pur. Una agulla d’acer servia de pèl de contacte.
La descripció d’un receptor de semiconductors amb un cristall generador apareixia impresa, aquesta va ser l’última paraula en enginyeria radiofònica. Aviat, Oleg va desenvolupar diversos circuits de ràdio amb cristalls i va escriure un fulletó per a radioamateurs amb característiques detallades dels receptors i recomanacions per a la fabricació de cristalls.
Immediatament després de la primera publicació, el descobriment de Losev va atraure l'atenció d'experts estrangers. La revista nord-americana Radio News va exclamar: "El jove inventor rus V. V. Losev va transferir la seva invenció al món sense haver-la de patentar". Una de les revistes franceses va escriure amb més tacte: "... Losev va anunciar el seu descobriment, pensant sobretot en els seus amics, aficionats a la ràdio a tot el món". El receptor de Losev es deia "Kristadin", que significava un oscil·lador local de cristall. Kristadin va rebre senyals febles de les estacions de transmissió llunyanes, va augmentar la selectivitat de la recepció i va debilitar el nivell d’interferències.
Una onada de ràdio aficionada va assolar la joventut del país i va començar la “Febre de Cristina Dyna”. El zinc era difícil d’aconseguir, van provar el que venia a mà: qualsevol vidre. Les investigacions massives van aportar una altra troballa: la galena (brillantor del plom artificial), que va funcionar bé i n’hi havia moltes. Més tard, els científics argumentaran: per què, als anys vint, el transistor no estava obert? Per què l’investigador dotat, sense haver exhaurit totes les possibilitats del seu descobriment, ho va deixar de sobte? Què ens va fer convertir l’obra en una direcció diferent? La resposta és ...
El 1923, experimentant amb un contacte de detecció basat en un parell de filferro-acer carborundum, Oleg Losev va descobrir una poca resplendor en la unió de dos materials diferents. Anteriorment, no va observar un fenomen d’aquest tipus, però abans d’això s’utilitzaven altres materials. Carborundum (carbur de silici) es va provar per primera vegada. Losev va repetir l'experiment i es va il·luminar de nou un cristall translúcid sota una fina punta d'acer. Així, fa poc més de 60 anys es va fer un dels descobriments més prometedors de l'electrònica - electroluminescència d'una unió semiconductora. Losev va descobrir el fenomen per casualitat o hi havia requisits previs científics, ara és difícil jutjar.D’una manera o d’una altra, però un jove investigador amb talent no va passar per un fenomen insòlit, no el va classificar com a soroll aleatori, al contrari, va prestar molta atenció i va intuir que es basava en un principi encara desconegut per a la física experimental.
La luminiscència es va estudiar repetidament en diversos materials, en diferents condicions de temperatura i condicions elèctriques, a microscopi. Losev es va fer cada cop més evident que es tractava d'un descobriment. "És més probable que es produeixi una descàrrega electrònica completament peculiar que, com demostra l'experiència, no té elèctrodes brillants", escriu en un altre article. Així doncs, la novetat, el desconegut per a la ciència de resplendor obert per a Losev és innegable, però no hi ha cap comprensió de l’essència física del fenomen.
Es van formular diverses versions sobre les causes físiques de la brillantor oberta. Ell expressa un d’ells en el mateix article: “El més probable és que el cristall brilla del bombardeig electrònic de manera similar al resplendor de diversos minerals als tubs de fruita”. Posteriorment, comprovant aquesta explicació, Losev col·loca diversos cristalls en un tub catodo-luminescent i, quan està irradiat, compara els espectres i la intensitat de la llum emesa amb característiques similars de la brillantor del detector. Es troba una similitud significativa, però la qüestió d’una comprensió clara de la física del fenomen, segons Losev, continua oberta.
El científic centra tots els seus esforços en un estudi profund i detallat del detector de carborondi lluminós.
Al número 5 de la revista TiTbp de 1927, apareix un gran article, "Luminous Carborundum Detector and Detection with Crystals", en què l'experimentista escriu: "Es poden distingir dos tipus de luminiscència ... luminescència! "Un puntet de color blau verdós i brillant i una lluminiscència II, quan una superfície significativa del cristall fluoresca brillantment." Només unes quantes dècades després, resulta que com a resultat de la introducció aleatòria d’àtoms d’altres elements en la gelosia de cristall de carborund, es van crear centres actius en els quals es va produir una intensa recombinació dels portadors actuals, com a conseqüència de la qual es va expulsar el quanta d’energia lluminosa.
Experimentant diferents tipus de cristalls i diferents cables de contacte, O. V. Losev treu dues conclusions importants: la resplendor es produeix sense calor, és a dir, fa “fred”, la inèrcia de l’aparença i la decadència de la resplendor és extremadament petita, és a dir, és pràcticament inercial. Ara ho sabem: aquestes característiques de la resplendor, notades per Losev als anys vint, són les més importants per a l’actualitat LED, indicadors, optocoppiador, emissors d’infrarojos.
L’essència física de la resplendor encara no està clara, i O. V. Losev busca de manera persistent una explicació de la física del fenomen. Aviat fa una important observació, més a prop d’entendre l’essència del procés: “Sota un microscopi, es pot veure clarament que la resplendor es produeix quan el filferro de contacte toca vores o fractures del cristall ...”, és a dir, es genera llum sobre defectes cristal·lins. Els informes tècnics de 1927, emmagatzemats als arxius de la V. I. Lenin NRL, confirmen el detall que es va dur a terme l'estudi del detector de carborundum lluminós. Es va estudiar la influència d’un fort camp magnètic, la radiació ultraviolada i les radiografies; es va provar la conducta en diversos mitjans: ionització de l'aire que envolta la resplendor i es va estudiar l'emissió tèrmica de diversos minerals. Les versions errònies desapareixen una darrere l’altra, i, pas a pas, s’acumula l’acumulació de coneixement valuós. El mateix Losev prepara diverses varietats de carborundum per fer experiments, muntar instal·lacions d’assaig, serres i esmoladores metàl·liques, fa mesures, segueix treballant revistes, tot sol, des de la idea fins als resultats finals.
Els estudis de Losez sobre electroluminescència han rebut una àmplia resposta i reconeixement a l'estranger.Els seus treballs van ser reimpresos per revistes estrangeres i el descobriment va rebre el nom oficial "Losev's Glow". Tant a l’estranger com hem intentat utilitzar-lo a la pràctica. El mateix Losev va rebre una patent per al dispositiu de "relé de llum", però el mal desenvolupament de la teoria de l'estat sòlid en aquell moment i l'absència gairebé completa de la tecnologia de semiconductors no van permetre al científic trobar aplicacions pràctiques per a treballs en electroluminescència. En essència, es relacionaven amb els problemes del futur, i el torn els va arribar només després de 20-30 anys.
L’ús pràctic de l’efecte de la resplendor de Losev va començar a finals dels anys cinquanta. Això va ser facilitat pel desenvolupament de dispositius semiconductors: díodes, transistors, tiristors. No només els elements de semiconductors eren elements de visualització d'informació, voluminosos i poc fiables. Per tant, a tots els països desenvolupats en termes científics i tècnics, es va dur a terme un desenvolupament intensiu de dispositius emissors de llum semiconductors.
El primer d'ells va començar a ser comercialitzat a LED de color vermell fosfur-gali. Després d’ell va aparèixer un díode de carbur de silici amb radiació groga. Als anys seixanta, físics i tecnòlegs van crear LED verd i taronja. Finalment, a principis de la dècada actual, es va obtenir un LED blau a l’antimonidi. En paral·lel, es va cercar nous mètodes tecnològics, materials semiconductors i plàstics transparents. Com a resultat d'un treball intensiu, la brillantor del resplendor dels dispositius va augmentar significativament, es van desenvolupar diversos tipus d'indicadors alfanumèrics digitals segmentats, indicadors de matrius i escales lineals. Dispositius amb un canvi de color brillant, així com diversos tipus d’emissors LED mnemònics que posen de manifest una varietat de formes geomètriques: un rectangle, un triangle, un cercle, etc. Recentment, ha aparegut una nova classe de dispositius: mòduls de pantalles planes d’estat sòlid des dels quals es poden muntar pantalles de mosaic i tauler de nova generació.
El científic està per davant dels seus contemporanis. El seu mèrit no només radica en el descobriment del detector resplendor, sinó sobretot en el fet que amb les seves investigacions va plantejar el problema tan bruscament que la continuació dels treballs en aquesta àrea es va fer inevitable. Així doncs, la intuïció i la perseverança de O. V. Losev es deu a l’aparició d’una nova direcció de l’electrònica: optoelectrònica semiconductora, que té un gran futur.
Llegiu també:L’ús de LEDs en circuits electrònics
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: