Teadmised

Home/Teadmised/Üksikasjad

LED-ide avastused ja varajased seadmed

Roheline elektroluminestsents punktkontaktist SiCrecreates Roundi 1907. aasta algse katse kristallil.


Elektroluminestsentsi kui nähtuse avastas 1907. aastal Briti eksperimentaator HJ Round of Marconi Labs, kasutades ränikarbiidi kristalli ja kassi vurrude detektorit. Vene leiutaja Oleg Losev teatas esimese LED-i loomisest 1927. aastal. Tema uurimistööd levitati Nõukogude, Saksamaa ja Briti teadusajakirjades, kuid avastust ei kasutatud mitme aastakümne jooksul praktiliselt. Kurt Lehovec, Carl Accardo ja Edward Jamgochian selgitasid neid esimesi valgusdioode 1951. aastal, kasutades seadet, milles kasutati aku või impulsigeneraatori vooluallikaga SiC kristalle ja võrdlust 1953. aasta puhta kristalli variandiga.


Rubin Braunstein Ameerika raadiokorporatsioonist teatas galliumarseniidi (GaAs) ja muude pooljuhtsulamite infrapunakiirgusest 1955. aastal. Braunstein täheldas infrapunakiirgust, mis tekkis lihtsate dioodstruktuuride poolt, kasutades galliumantimoniidi (GaSb), GaAs, indiumfosfiidi (InP) ja räni-germaaniumi (SiGe) sulamid toatemperatuuril ja 77 kelvini juures.


1957. aastal demonstreeris Braunstein lisaks, et elementaarseid seadmeid saab kasutada mitteraadioside jaoks lühikese vahemaa tagant. Nagu märkis Kroemer Braunstein, "...oli üles seadnud lihtsa optilise sideühenduse: plaadimängijast tulevat muusikat kasutati sobiva elektroonika abil GaAs-dioodi pärivoolu moduleerimiseks. Kiirgava valguse tuvastas PbS-diood mõnest eemal. See signaal suunati helivõimendisse ja esitati valjuhääldist. Kiire pealtkuulamine peatas muusika. Meil ​​oli selle seadistusega mängimine väga lõbus." See seadistus nägi ette LED-ide kasutamist optiliste siderakenduste jaoks.


Texas Instrumentsi SNX-100 GaAs LED, mis asub TO-18 transistori metallkorpuses.


1961. aasta septembris avastasid James R. Biard ja Gary Pittman Texases Dallases Texas Instrumentsis töötades lähi-infrapuna (900 nm) valguse emissiooni tunneldioodist, mille nad olid konstrueerinud GaAs substraadile. 1961. aasta oktoobriks olid nad demonstreerinud tõhusat valguse emissiooni ja signaali sidumist GaAs pn-siirde valguskiirguri ja elektriliselt isoleeritud pooljuhtfotodetektori vahel. 8. augustil 1962 esitasid Biard ja Pittman oma leidude põhjal patendi pealkirjaga "Semiconductor Radiant Diode", milles kirjeldati tsingiga hajutatud p–n-siirde LED-i, millel on vahedega katoodikontakt, mis võimaldab infrapunavalgust tõhusalt kiirgada ettepoole suunatud nihke korral. Pärast nende töö prioriteedi kindlaksmääramist insenertehniliste märkmike põhjal, mis eelnesid GE Labsi, RCA Research Labsi, IBM Research Labsi, Bell Labsi ja Lincoln Labi taotlustele USA MIT-s, patendiamet andis kahele leiutajale välja GaAs infrapuna (IR) valgusdioodi patendi (USA patent US3293513), mis on esimene praktiline LED. Kohe pärast patendi esitamist alustas Texas Instruments (TI) projekti infrapunadioodide tootmiseks. 1962. aasta oktoobris kuulutas TI välja esimese kaubandusliku LED-toote (SNX-100), mis kasutas puhast GaAs-kristalli, mis kiirgas 890 nm valgusvõimsust. 1963. aasta oktoobris kuulutas TI välja esimese kaubandusliku poolkerakujulise LED-i, SNX-110.


Esimese nähtava spektriga (punase) LED-i töötas välja 1962. aastal General Electricus töötades Nick Holonyak Jr. Holonyak teatas oma LED-st esmakordselt ajakirjas Applied Physics Letters 1. detsembril 1962. M. George Craford, endine Holonyaki magistrant, leiutas esimese kollase LED-i ja parandas punaste ja punakasoranžide LED-ide heledust kümnekordselt 1972. aastal lõi TP Pearsall esimesed suure heledusega ja tõhusad LED-id kiudoptilise telekommunikatsiooni jaoks, leiutades uued pooljuhtmaterjalid, mis on spetsiaalselt kohandatud optiliste kiudude ülekande lainepikkustele.