История светодиодов

Светодиоды ( СИД ) имеют свою известность более века. Основу в истории светодиодов положил Британский ученый Генри Раунд в 1907 году заострил внимание на эмиссии света, во время работы с кристаллами CaSi. Научное исследование вылилось в отчет, де говорилось о том, как под воздействием электрического возбуждения из СаSi ( карбид кремния ) получался свет. Раунд заметил, имея низкое напряжение, свет получался желтый. А при увеличении напряжения цвет менялся до синего. До 1920 года больше никто не занимался ( во всяком случае публикаций на эту тему не было ) светодиодным свечением.
Примерно в этот же период русский ученый Олег Лосев создал первый светодиод, обнаружив, что используемые диоды в обычных радиоприемниках стали испускать свет, после прохождения по ним какого-либо тока. Лосев опубликовал множество работ на тему – светодиоды. В них он давал разъяснения о связи спектров излучения с вольтамперными характеристиками диодов. 1927 год ознаменован тем, что русский ученый запатентовал «светлое реле». Этим патентом Лосев положил начало использования светодиодов в целях коммуникации.

Не смотря на то, что Раунд и Лосев стали открывателями в истории светодиодов, это не получило большого распространения в то время для практики. Используемые в диодах карбид кремния давал очень малое излучение.

1955 год. Рубин Браунштайн представил миру инфракрасное излучение, получаемое обычными диодными структурами. Эти полупроводники уже были на основе асенида галлия AsGa, антимонида галлия, фосфида индия и конечно же кремний-германия. Через некоторое время лаборанты из Texas Instruments Боб Биард и Гари Питтмэн также получили инфракрасное излучение арсенида галлия после его «обработки» током. И уже в 1961 году первый патент на инфракрасный светодиод  появился на свет.

Прародители светодиодов.

В 1960 одах Ник Холоньяк из GE проводил эксперименты с галлием, мышьяком и фосфидами. Совместно с Робертом Холлом изобретатели создали лазер с видимым излучением. Спустя некоторое время светодиоды с красным светом стали применяться в коммерческих структурах.

Ученик Холоньяка, Джордж Крэфорд в 1972 году изобрел желтый светодиод, вместе с тем увеличив на порядок яркость красных и красно-оранжевых светодиодов.

Не без помощи этих ученых первая компания в мире Monsanto, организовала массовые выпуски светодиодов. Которые стали использоваться как в лабораторных оборудованиях, так и в обычных приборах коммерческого использования ( ТВ, магнитолы и т.п. )

В середине 1970 годов благодаря технологии планарной при изготовлении полупроводниковых кристаллов, изобретенной Жаном Эрни, Fairchild Semiconductor снизила себестоимость производства светодиодов.

1976 год. Пиэрсолл открыл полупроводниковый материал, у которого длина излучения волны была оптимизирована под  передачу по оптоволокну. Используя эти данные, им были изобретены новые сверхяркие светодиоды.

1980 год. Арсенид-галлия-алюминия ( GaAsAl) стал широко использоваться в качестве полупроводникового материала. Этот сплав позволил увеличить яркость светодиодов, уменьшить мощность по рассеиванию, а также возможность импульсного питания и мультиплексирования. Это дало нам возможность использовать сканеры штрих-кодов, волоконно-оптическую связь и медицинское оборудование.

Большим минусом светодиодов на этой основе представлялась сильная деградация светоотдачи и длина волны излучения в 600 нм.

1987 год. HP смогла усовершенствовать технологию GaAlAs, тем самым повысив яркость и мощность светодиодов. Это позволило использовать LED в габаритах автомобилей и стоп сигналов. Отсюда был положен отчет по замене ламп накаливания светодиодными лампами.

В начале 1990 года стал использоваться более эффективный полупроводник на основе AlGaInP ( фосфид алюминия-галлия-индия ). Этот полупроводник позволил существенно понизить деградацию светодиодов и расширить световой диапазон. Теперь светодиоды всех известных оттенков стали производиться по одной и той же системе.

Синие светодиоды.

Светодиоды всех основных цветов уже были известны человечеству. Оставалось только найти как получить синие светодиоды. В конце 1980 годов японцы Акасаки и Амано совершили открытие по важному вопросу выращивания эпитаксиальных структур нитрида-галлия. Свои исследования были представлены компании Nichia Corporation. И там господа инженеры в 1993 году представили миру новый синий светодиод. На этом был положен конец формирования RGB светодиодов.

1995 год. Альберто Барьбьери занимался проблемами повышения эффективности и надежности высокоэффективных светодиодов, и с успехом продемонстрировал впечатляющие результаты, достигнутые при использовании прозрачных контактов на светодиодах из алюминия-галлия-индия-фосфида/арсенида галлия (AlGaInP/GaAs). Последние достижения в области синих светодиодов, в совокупности с усовершенствованиями, сделанными Барбьери, быстро привели к появлению первых высокоэффективных белых светодиодов, в которых смешение желтого излучения люминофорного покрытия с синим излучением кристалла дают результирующее свечение, кажущееся белым.

Стоит отметить, что в настоящий момент светодиодная технология не стоит на месте. Каждый день придумывается и открывается что-то новое в мире светодиодов. А это говорит о том, что история светодиодов продолжается.