Кто изобрел светодиод | Журнал Популярная Механика

В справочниках написано, что туннельный диод изобрел в 1958 году Лео Эсаки (в 1973 году он получил за это Нобелевскую премию), а светодиод — Ник Холоньяк в 1962 году. Между тем простой советский лаборант опередил обоих более чем на 30 лет.

Уже в детстве Олег Лосев твердо знал, чему посвятит свою жизнь. В 1917 году он побывал на лекции начальника военной радиоприемной станции, и с этого момента для него перестало существовать все, кроме «беспроволочного телеграфа». После школы Олег Лосев, не сумев поступить в Московский институт связи, благодаря случайному знакомству с профессором Рижского политехнического института Владимиром Лебединским, первым председателем Российского общества радиоинженеров (РОРИ), оказался в Нижегородской радиолаборатории (НРЛ). НРЛ в то время была инновационным центром, где велись и фундаментальные, и прикладные научные исследования в области зарождавшейся тогда электроники и электротехники.

В НРЛ Лосев, работавший лаборантом, решил заняться исследованием кристаллических детекторов для радиоприема. Эти элементы были капризными, но казались ему более перспективными, чем громоздкие и прожорливые электронные лампы. К тому же экспериментировать с детекторами Лосев, исследователь-одиночка по своему характеру, мог полностью самостоятельно — передвигая контактную иголочку на мельчайшие доли миллиметра по поверхности кристалла.

Он исходил из предпосылок, что «некоторые контакты… между металлом и кристаллом не подчиняются закону Ома, вполне вероятно, что в колебательном контуре, подключенном к такому контакту, могут возникнуть незатухающие колебания». Он заблуждался: уже было известно, что для генерации нужна не просто нелинейность вольтамперной характеристики, а падающий участок (именно такой участок обеспечивают современные лавинные диоды).

Но Лосев оказался очень везучим — на контакте цинкита с угольной иголкой он обнаружил этот эффект, добившись первого в мире гетеродинного радиоприема на основе полупроводниковых элементов. В 1922 году статья Лосева о новых радиоэлементах, названных «кристадинами», вышла в журнале «Телеграфия и телефония без проводов» («ТиТбп»). Позднее статьи Лосева о кристадинах публиковались ив советских («ЖЭТФ», «Доклады АНСССР»), и в зарубежных (The Wireless World and Radio Review, Radio News, Radio Revue, Philosophical Magazine, Physikalische Zeitschrift) журналах.

Совершенствуя кристадин, Лосев экспериментировал с различными материалами полупроводников и контактных иголок и в 1923 году обнаружил на стыке карборунда и стальной проволоки слабое свечение. Явление было названо «свечением Лосева», а первооткрыватель получил патент на «световое реле» (фактически первый полупроводниковый светодиод!) и (в 1938 году) — научную степень кандидата физико-математических наук без защиты диссертации. После реорганизации НРЛ Лосев переехал в Ленинград, где продолжал исследования до самого начала войны. А в 1942 году изобретатель погиб от голода в блокадном городе, а его работы так и остались незаконченными.

Статья «Свет грядущего» опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2013).

Кто придумал светодиод? — РАДИОСХЕМЫ

Лет 20 тому назад о светодиодах знали только радиоэлектронщики, теперь-же про светодиодные лампы известно всем. Но кому сказать спасибо за такое серьёзнейшее изобретение? Оказывается вплоть до начала 1970-х годов американскими учёными светодиоды назывались не иначе как Losev light – «свет Лосева». Первым изобретателем, или, назовём его так, основным, является русский учёный Олег Лосев. (10 мая 1903 г., Тверь, Российская империя — 22 января 1942 г. (38 лет), Санкт-Петербург, СССР). 

Об этом человеке и его открытии есть специальная статья в Большой советской энциклопедии. Этот советский физик обнаружил электролюминесценцию в карбиде кремния ещё в 1923 году! Олег Лосев провёл в радио-лаборатории серию экспериментов с выпрямляющим контактом, сделанным из пары «карборунд – стальная проволока». В ходе опытов он обнаружил, что в точке контакта двух разнородных материалов появляется слабое свечение. Это явление теперь известно как электролюминесценция полупроводникового перехода, но в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало. Публикация о результатах опытов Лосева и обнаруженном им эффекте появилась в научной прессе со всеми необходимыми для этого данными.

Он впервые показал, что электролюминесценция возникает вблизи спая материалов. Лосев правильно оценил практическую значимость своего открытия и понял, что оно позволит создавать малогабаритные твёрдотельные источники света. И они будут работать на очень низком для тех времён напряжении питания – менее десяти вольт. Лосев также оценил и очень высокое быстродействие будущих приборов. В феврале 1927 года Олег Лосев получил 2 авторских свидетельства на «Световое реле».

Таким же путём пошли и другие американцы. Например, в 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments воспользовались открытием Олега Лосева и, в свою очередь, открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

А первый в мире светодиод, пригодный к практическому применению, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса в 1962 году. Отметим, что Холоньяк ученик Ивана-Джона Бардина, который получил в США Нобелевскую за это открытие вместо Олега Лосева. И вот теперь Холоньяк считается «отцом современного светодиода». Несомненно, Холоньяк тоже знаменитый учёный. Он был представлен к наградам Джорджем Бушем, императором Японии Акихито и Владимиром Путиным.

В 1989 году Холоньяк получил медаль Эдисона за «выдающуюся научную карьеру в области электротехники и большой вклад в развитие полупроводниковых материалов и устройств». В 1995 году стал лауреатом Премии Японии за «выдающийся вклад в научные исследования и практическое применение светодиодов и лазеров». Он получил Международную энергетическую премию «Глобальная энергия» и ещё много разных премий и медалей. Человек он заслуженный и в 2008 году был введён в Зал Национальной Славы изобретателей США. Но первооткрывателем считается именно О. Лосев — один из многих славных русских учёных, которыми мы можем по праву гордиться!

Светодиод — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

Принцип работы

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа A

IIIB^V (например, GaAs или InP) и A^IIB^VI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

История

Первое известное сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Маркони Лабс. Раунд впервые открыл и описал электролюминесценцию, обнаруженную им при изучении прохождения тока в паре металл — карбид кремния (карборунд, SiC), и отметил жёлтое, зелёное и оранжевое свечение на катоде.

Эти эксперименты были позже, независимо от Раунда, повторены в 1923 году О. В. Лосевым, который, экспериментируя в Нижегородской радиолаборатории с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий.

Лосев показал, что электролюминесценция возникает вблизи спая материалов^[1]. Теоретического объяснения явлению тогда не было. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные твёрдотельные (безвакуумные) источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Им были получены два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.)

[2]

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

Первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне, разработал Ник Холоньяк в Университете Иллинойса для компании General Electric в 1962 году. Холоньяк, таким образом, считается «отцом современного светодиода». Его бывший студент, Джордж Крафорд, изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз в 1972 году. В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, специально адаптированный к передаче данных по волоконно-оптическим линиям связи.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку), их практическое применение было ограничено. Исследования Жака Панкова в лаборатории RCA привели к промышленному производству светодиодов; в 1971 году им был получен первый синий светодиод.^[3][4] Компания «Монсанто» была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах. Компании «Хьюллет-Паккард» удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

В начале 1990-х Исама Акасаки, работавший вместе с Хироси Амано в университете Нагоя, а также Судзи Накамура, работавший в то время исследователем в японской корпорации Nichia Chemical Industries, смогли изобрести дешевый синий светодиод (LED). За открытие дешевого синего светодиода им троим была присуждена Нобелевская премия по физике в 2014 г.^[5][6]. Синий светодиод, в сочетании с зеленым и красным, дает белый свет с высокой энергетической эффективностью, что позволило в дальнейшем создать, среди прочего, светодиодные лампы и экраны со светодиодной подсветкой. В 2003 году, компания Citizen Electronics первой в мире произвела светодиодный модуль по запатентованной технологии непосредственно вмонтировав кристалл от Nichia на алюминиевую подложку с помощью диэлектрического клея по технологии Chip-On-Board.

Характеристики

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток, начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Светодиоды в электрической схеме

Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении (т.е. анод должен иметь положительный потенциал относительно катода).

Из-за круто возрастающей вольт-амперной характеристики p-n перехода в прямом направлении светодиод должен подключаться к источнику тока. Подключение к источнику напряжения должно производиться через элемент (или электрическую цепь), ограничивающий ток, например, через резистор. Некоторые светодиоды могут иметь встроенную токоограничивающую цепь, в таком случае для них указывается диапазон допустимых напряжений источника питания.

Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения, превышающего заявленное изготовителем падение напряжения для конкретного светодиода, может вызвать протекание через него тока, превышающего предельно допустимый, перегрев и мгновенный выход из строя. В простейшем случае (для маломощных индикаторных светодиодов) токоограничивающая цепь представляет собой резистор, последовательно включенный со светодиодом. Для мощных светодиодов применяются схемы с ШИМ, которые поддерживают средний ток через светодиод на заданном уровне и, при необходимости, позволяют регулировать его яркость.

Недопустимо подавать на светодиоды напряжение обратной полярности от источника с малым внутренним сопротивлением. Светодиоды имеют невысокое (несколько вольт) обратное пробивное напряжение. В схемах, где возможно появление обратного напряжения, светодиод должен быть защищён параллельно включенным обычным диодом в противоположной полярности.

Цвета и материалы

Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов, в следующей таблице приведены доступные цвета с диапазоном длин волн, падение напряжения на диоде и материал:

	Цвет	длина волны (нм)	Напряжение (В)	Материал полупроводника
	Инфракрасный	λ > 760	ΔU < 1,9	Арсенид галлия (GaAs) Алюминия галлия арсенид (AlGaAs)
	Красный	610 < λ < 760	1,63 < ΔU < 2,03	Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Оранжевый	590 < λ < 610	2,03 < ΔU < 2,10	Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Жёлтый	570 < λ < 590	2,10 < ΔU < 2,18	Галлия арсенид-фосфид (GaAsP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Галлия(III) фосфид (GaP)
	Зелёный	500 < λ < 570	1,9[7] < ΔU < 4,0	Индия-галлия нитрид (InGaN) / Галлия(III) нитрид (GaN) Галлия(III) фосфид (GaP) Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) Алюминия-галлия фосфид (AlGaP)
	Синий	450 < λ < 500	2,48 < ΔU < 3,7	Селенид цинка (ZnSe) Индия-галлия нитрид (InGaN) Карбид кремния (SiC) в качестве субстрата Кремний (Si) в качестве субстрата — (в разработке)
	Фиолетовый	400 < λ < 450	2,76 < ΔU < 4,0	Индия-галлия нитрид (InGaN)
	Пурпурный	Смесь нескольких спектров	2,48 < ΔU < 3,7	Двойной: синий/красный диод, синий с красным люминофором, или белый с пурпурным пластиком
	Ультрафиолетовый	λ < 400	3,1 < ΔU < 4,4	Алмаз (235 нм)[8] Нитрид бора (215 нм)[9][10] Нитрид алюминия (AlN) (210 нм)[11] Нитрид алюминия-галлия (AlGaN) Нитрид алюминия-галлия-индия (AlGaInN) — (менее 210 нм)[12]
	Белый	Широкий спектр	ΔU ≈ 3,5	Бирюзовый/ультрафиолетовый диод с люминофором;

Светодиоды также могут иметь цветной корпус.

В 2001 году Citizen Electronics первой в мире произвела цветной SMD светодиод из цветной пастели под названием PASTELITE^[13].

Преимущества

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

• Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами^[14] и металлогалогенными лампами, достигнув 146 люмен на ватт^[15].
• Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
• Длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «деградация» кристалла и постепенное падение яркости.
• Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).
• Спектр современных белых светодиодов бывает различным — от тёплого белого = 2700 К до холодного белого = 6500 К.
• Спектральная чистота, достигаемая не фильтрами, а принципом устройства прибора.
• Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30 % до 100 % за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
• Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов.
• Низкая стоимость индикаторных светодиодов.
• Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода,обычно не выше 60 °C.
• Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
• Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Применение светодиодов

• SHARP LED Bulbs DL-L601N.jpg

  Комнатное освещение

• LED DaytimeRunningLights.jpg

  В автомобильных фарах

• Bobrujsk ChristmasNewYear2009-2m BY.jpg

  Декоративное применение

• В уличном, промышленном, бытовом освещении (в том числе светодиодная лента)
• В качестве индикаторов — как в виде одиночных светодиодов (например, индикатор включения на панели прибора), так и в виде цифрового или буквенно-цифрового табло (например, цифры на часах)
• Массив светодиодов используется в больших уличных экранах, в бегущих строках. Такие массивы часто называют светодиодными кластерами или просто кластерами
• В оптопарах
• Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и светофорах
• Светодиоды используются в качестве источников модулированного оптического излучения (передача сигнала по оптоволокну, пульты ДУ, светотелефоны, интернет^[16])
• В подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры и т. д.)
• В играх, игрушках, значках, USB-устройствах и прочее.
• В светодиодных дорожных знаках.
• В гибких ПВХ световых шнурах Дюралайт.
• В растениеводстве

Органические светодиоды — OLED

Основная статья: OLED

Многослойные тонкоплёночные структуры, изготовленные из органических соединений, которые эффективно излучают свет при пропускании через них электрического тока. Основное применение OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, чем жидкокристаллических.

Главная проблема для OLED — время непрерывной работы, которое должно быть не меньше 15 тыс. часов. Одна из проблем, которая в настоящее время препятствует широкому распространению этой технологии, состоит в том, что «красный» OLED и «зелёный» OLED могут непрерывно работать на десятки тысяч часов дольше, чем «синий» OLED. Это визуально искажает изображение, причём время качественного показа неприемлемо для коммерчески жизнеспособного устройства. Хотя сегодня «синий» OLED все-таки добрался до отметки в 17,5 тыс. часов (2 года) непрерывной работы.

Дисплеи из органических светодиодов применяются в последних моделях сотовых телефонов, GPS-навигаторах, для создания приборов ночного видения.

Производство

По размеру выручки лидером является японская «Nichia Corporation»^[17].

Также крупным производителем светодиодов является «Royal Philips Electronics», политика которого заключается в приобретении компаний, изготавливающих светодиоды. Так, «Hewlett-Packard» в 2005 году продал компании «Philips» своё подразделение «Lumileds Lighting», а в 2006 были приобретены «Color Kinetics» и «TIR Systems» — компании с широкой технологической сетью по производству светодиодов с белым спектром излучения.

«Nichia Chemical» — подразделение компании «Nichia Corporation», где были впервые разработаны белый и синий светодиоды. На текущий момент ей принадлежит лидерство в производстве сверхъярких светодиодов: белых, синих и зелёных. Помимо вышеперечисленных гигантов, следует также отметить следующие компании: «Cree», «Emcore Corp.», «Veeco Instruments», «Seoul Semiconductor» и «Germany’s Aixtron», занимающиеся производством чипов и отдельных светодиодов.

Яркие светодиоды на подложках из карбида кремния производит американская компания «Cree».

Крупнейшими^[18] производителями светодиодов в России и Восточной Европе являются компании «Оптоган» и «Светлана-Оптоэлектроника». «Оптоган» создана при поддержке ГК «Роснано». Производственные мощности компании расположены в Санкт-Петербурге. «Оптоган» занимается производством как светодиодов, так и чипов и матриц, а также участвует во внедрении светодиодов для общего освещения.
«Светлана-Оптоэлектроника» (г. Санкт-Петербург) — объединяет предприятия, которые осуществляют полный технологический цикл разработки и производства светодиодных систем освещения: от эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетероструктур до сложных автоматизированных систем интеллектуального управления освещением.
Также крупным предприятием по производству светодиодов и устройств на их основе можно назвать завод «Samsung Electronics» в Калужской области.

См. также

Напишите отзыв о статье «Светодиод»

Примечания

1. ↑ [r3i.qrz.ru/losev.htm ФИЗИК ЛОСЕВ] Жизнь ученого Лосева Олега Владимировича
2. ↑ [www.computer-museum.ru/connect/losev.htm О. В. Лосев — изобретатель кристадина и светодиода] К 100-летию со дня рождения. Автор: Ю. Р. Носов
3. ↑ [issuu.com/fulham-company/docs/fulham_issuu/75 Light Emitting Diode]
4. ↑ [www.reocities.com/semnews/milestones.html Milestones on Development of LED]
5. ↑ [www.bbc.co.uk/russian/science/2014/10/141007_nobel_physics_led Нобелевская премия по физике присуждена за LED — BBC Russian]
6. ↑ [itar-tass.com/nauka/1491220 ТАСС: Наука — Нобелевская премия по физике присуждена за изобретение эффективных синих светодиодов]
7. ↑ [catalog.osram-os.com/media/_en/Graphics/00041987_0.pdf OSRAM: green LED]
8. ↑ (2001) «Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction». Science 292 (5523). DOI:10.1126/science.1060258. PMID 11397942.
9. ↑ (2007) «Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure». Science 317 (5840). DOI:10.1126/science.1144216. PMID 17702939.
10. ↑ (2004) «Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal». Nature Materials 3 (6). DOI:10.1038/nmat1134. PMID 15156198.
11. ↑ (2006) «An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres». Nature 441 (7091). DOI:10.1038/nature04760. PMID 16710416.
12. ↑ [physicsworld.com/cws/article/news/24926 LEDs move into the ultraviolet], physicsworld.com (May 17, 2006). Проверено 13 августа 2007.
13. ↑ [ce.citizen.co.jp/pdf_library/ca_2010/PASTELITE.pdf Pastel Color Chip LED].
14. ↑ [bse.sci-lib.com/article080344.html Натриевая лампа] — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
15. ↑ [ce.citizen.co.jp/up_img/news/W2JUhsNaM3Ji/20151026_e.pdf Expansion of the product lineup of LEDs for lighting ‘COB Series’: Development of “LEDs that have achieved the world’s highest-class luminous flux of more than 70,000 lm”].
16. ↑ [lenta.ru/news/2010/05/18/china/ Китайские ученые построили беспроводную сеть на светодиодах]. Lenta.ru (18 мая 2010). Проверено 14 августа 2010. [www.webcitation.org/61C3XhBVK Архивировано из первоисточника 25 августа 2011].
17. ↑ [www.allledlighting.com/author.asp?section_id=3023&doc_id=561911 3Q13 Global LED Market Share Leaders], Steve Sechrist, 11/19/2013
18. ↑ [www.dp.ru/a/2011/06/09/V_Peterburge_zapustili_za/ В Петербурге запустили завод светодиодов]

Ссылки

Отрывок, характеризующий Светодиод

– Ничего не видать. Как они в своих то зажарили! Не видать; темь, братцы. Нет ли напиться?
Французы последний раз были отбиты. И опять, в совершенном мраке, орудия Тушина, как рамой окруженные гудевшею пехотой, двинулись куда то вперед.
В темноте как будто текла невидимая, мрачная река, всё в одном направлении, гудя шопотом, говором и звуками копыт и колес. В общем гуле из за всех других звуков яснее всех были стоны и голоса раненых во мраке ночи. Их стоны, казалось, наполняли собой весь этот мрак, окружавший войска. Их стоны и мрак этой ночи – это было одно и то же. Через несколько времени в движущейся толпе произошло волнение. Кто то проехал со свитой на белой лошади и что то сказал, проезжая. Что сказал? Куда теперь? Стоять, что ль? Благодарил, что ли? – послышались жадные расспросы со всех сторон, и вся движущаяся масса стала напирать сама на себя (видно, передние остановились), и пронесся слух, что велено остановиться. Все остановились, как шли, на середине грязной дороги.
Засветились огни, и слышнее стал говор. Капитан Тушин, распорядившись по роте, послал одного из солдат отыскивать перевязочный пункт или лекаря для юнкера и сел у огня, разложенного на дороге солдатами. Ростов перетащился тоже к огню. Лихорадочная дрожь от боли, холода и сырости трясла всё его тело. Сон непреодолимо клонил его, но он не мог заснуть от мучительной боли в нывшей и не находившей положения руке. Он то закрывал глаза, то взглядывал на огонь, казавшийся ему горячо красным, то на сутуловатую слабую фигуру Тушина, по турецки сидевшего подле него. Большие добрые и умные глаза Тушина с сочувствием и состраданием устремлялись на него. Он видел, что Тушин всею душой хотел и ничем не мог помочь ему.
Со всех сторон слышны были шаги и говор проходивших, проезжавших и кругом размещавшейся пехоты. Звуки голосов, шагов и переставляемых в грязи лошадиных копыт, ближний и дальний треск дров сливались в один колеблющийся гул.
Теперь уже не текла, как прежде, во мраке невидимая река, а будто после бури укладывалось и трепетало мрачное море. Ростов бессмысленно смотрел и слушал, что происходило перед ним и вокруг него. Пехотный солдат подошел к костру, присел на корточки, всунул руки в огонь и отвернул лицо.
– Ничего, ваше благородие? – сказал он, вопросительно обращаясь к Тушину. – Вот отбился от роты, ваше благородие; сам не знаю, где. Беда!
Вместе с солдатом подошел к костру пехотный офицер с подвязанной щекой и, обращаясь к Тушину, просил приказать подвинуть крошечку орудия, чтобы провезти повозку. За ротным командиром набежали на костер два солдата. Они отчаянно ругались и дрались, выдергивая друг у друга какой то сапог.
– Как же, ты поднял! Ишь, ловок, – кричал один хриплым голосом.
Потом подошел худой, бледный солдат с шеей, обвязанной окровавленною подверткой, и сердитым голосом требовал воды у артиллеристов.
– Что ж, умирать, что ли, как собаке? – говорил он.
Тушин велел дать ему воды. Потом подбежал веселый солдат, прося огоньку в пехоту.
– Огоньку горяченького в пехоту! Счастливо оставаться, землячки, благодарим за огонек, мы назад с процентой отдадим, – говорил он, унося куда то в темноту краснеющуюся головешку.
За этим солдатом четыре солдата, неся что то тяжелое на шинели, прошли мимо костра. Один из них споткнулся.
– Ишь, черти, на дороге дрова положили, – проворчал он.
– Кончился, что ж его носить? – сказал один из них.
– Ну, вас!
И они скрылись во мраке с своею ношей.
– Что? болит? – спросил Тушин шопотом у Ростова.
– Болит.
– Ваше благородие, к генералу. Здесь в избе стоят, – сказал фейерверкер, подходя к Тушину.
– Сейчас, голубчик.
Тушин встал и, застегивая шинель и оправляясь, отошел от костра…
Недалеко от костра артиллеристов, в приготовленной для него избе, сидел князь Багратион за обедом, разговаривая с некоторыми начальниками частей, собравшимися у него. Тут был старичок с полузакрытыми глазами, жадно обгладывавший баранью кость, и двадцатидвухлетний безупречный генерал, раскрасневшийся от рюмки водки и обеда, и штаб офицер с именным перстнем, и Жерков, беспокойно оглядывавший всех, и князь Андрей, бледный, с поджатыми губами и лихорадочно блестящими глазами.
В избе стояло прислоненное в углу взятое французское знамя, и аудитор с наивным лицом щупал ткань знамени и, недоумевая, покачивал головой, может быть оттого, что его и в самом деле интересовал вид знамени, а может быть, и оттого, что ему тяжело было голодному смотреть на обед, за которым ему не достало прибора. В соседней избе находился взятый в плен драгунами французский полковник. Около него толпились, рассматривая его, наши офицеры. Князь Багратион благодарил отдельных начальников и расспрашивал о подробностях дела и о потерях. Полковой командир, представлявшийся под Браунау, докладывал князю, что, как только началось дело, он отступил из леса, собрал дроворубов и, пропустив их мимо себя, с двумя баталионами ударил в штыки и опрокинул французов.
– Как я увидал, ваше сиятельство, что первый батальон расстроен, я стал на дороге и думаю: «пропущу этих и встречу батальным огнем»; так и сделал.
Полковому командиру так хотелось сделать это, так он жалел, что не успел этого сделать, что ему казалось, что всё это точно было. Даже, может быть, и в самом деле было? Разве можно было разобрать в этой путанице, что было и чего не было?
– Причем должен заметить, ваше сиятельство, – продолжал он, вспоминая о разговоре Долохова с Кутузовым и о последнем свидании своем с разжалованным, – что рядовой, разжалованный Долохов, на моих глазах взял в плен французского офицера и особенно отличился.
– Здесь то я видел, ваше сиятельство, атаку павлоградцев, – беспокойно оглядываясь, вмешался Жерков, который вовсе не видал в этот день гусар, а только слышал о них от пехотного офицера. – Смяли два каре, ваше сиятельство.
На слова Жеркова некоторые улыбнулись, как и всегда ожидая от него шутки; но, заметив, что то, что он говорил, клонилось тоже к славе нашего оружия и нынешнего дня, приняли серьезное выражение, хотя многие очень хорошо знали, что то, что говорил Жерков, была ложь, ни на чем не основанная. Князь Багратион обратился к старичку полковнику.
– Благодарю всех, господа, все части действовали геройски: пехота, кавалерия и артиллерия. Каким образом в центре оставлены два орудия? – спросил он, ища кого то глазами. (Князь Багратион не спрашивал про орудия левого фланга; он знал уже, что там в самом начале дела были брошены все пушки.) – Я вас, кажется, просил, – обратился он к дежурному штаб офицеру.
– Одно было подбито, – отвечал дежурный штаб офицер, – а другое, я не могу понять; я сам там всё время был и распоряжался и только что отъехал… Жарко было, правда, – прибавил он скромно.
Кто то сказал, что капитан Тушин стоит здесь у самой деревни, и что за ним уже послано.
– Да вот вы были, – сказал князь Багратион, обращаясь к князю Андрею.
– Как же, мы вместе немного не съехались, – сказал дежурный штаб офицер, приятно улыбаясь Болконскому.
– Я не имел удовольствия вас видеть, – холодно и отрывисто сказал князь Андрей.
Все молчали. На пороге показался Тушин, робко пробиравшийся из за спин генералов. Обходя генералов в тесной избе, сконфуженный, как и всегда, при виде начальства, Тушин не рассмотрел древка знамени и спотыкнулся на него. Несколько голосов засмеялось.
– Каким образом орудие оставлено? – спросил Багратион, нахмурившись не столько на капитана, сколько на смеявшихся, в числе которых громче всех слышался голос Жеркова.
Тушину теперь только, при виде грозного начальства, во всем ужасе представилась его вина и позор в том, что он, оставшись жив, потерял два орудия. Он так был взволнован, что до сей минуты не успел подумать об этом. Смех офицеров еще больше сбил его с толку. Он стоял перед Багратионом с дрожащею нижнею челюстью и едва проговорил:
– Не знаю… ваше сиятельство… людей не было, ваше сиятельство.
– Вы бы могли из прикрытия взять!
Что прикрытия не было, этого не сказал Тушин, хотя это была сущая правда. Он боялся подвести этим другого начальника и молча, остановившимися глазами, смотрел прямо в лицо Багратиону, как смотрит сбившийся ученик в глаза экзаменатору.
Молчание было довольно продолжительно. Князь Багратион, видимо, не желая быть строгим, не находился, что сказать; остальные не смели вмешаться в разговор. Князь Андрей исподлобья смотрел на Тушина, и пальцы его рук нервически двигались.
– Ваше сиятельство, – прервал князь Андрей молчание своим резким голосом, – вы меня изволили послать к батарее капитана Тушина. Я был там и нашел две трети людей и лошадей перебитыми, два орудия исковерканными, и прикрытия никакого.
Князь Багратион и Тушин одинаково упорно смотрели теперь на сдержанно и взволнованно говорившего Болконского.
– И ежели, ваше сиятельство, позволите мне высказать свое мнение, – продолжал он, – то успехом дня мы обязаны более всего действию этой батареи и геройской стойкости капитана Тушина с его ротой, – сказал князь Андрей и, не ожидая ответа, тотчас же встал и отошел от стола.
Князь Багратион посмотрел на Тушина и, видимо не желая выказать недоверия к резкому суждению Болконского и, вместе с тем, чувствуя себя не в состоянии вполне верить ему, наклонил голову и сказал Тушину, что он может итти. Князь Андрей вышел за ним.
– Вот спасибо: выручил, голубчик, – сказал ему Тушин.
Князь Андрей оглянул Тушина и, ничего не сказав, отошел от него. Князю Андрею было грустно и тяжело. Всё это было так странно, так непохоже на то, чего он надеялся.

«Кто они? Зачем они? Что им нужно? И когда всё это кончится?» думал Ростов, глядя на переменявшиеся перед ним тени. Боль в руке становилась всё мучительнее. Сон клонил непреодолимо, в глазах прыгали красные круги, и впечатление этих голосов и этих лиц и чувство одиночества сливались с чувством боли. Это они, эти солдаты, раненые и нераненые, – это они то и давили, и тяготили, и выворачивали жилы, и жгли мясо в его разломанной руке и плече. Чтобы избавиться от них, он закрыл глаза.
Он забылся на одну минуту, но в этот короткий промежуток забвения он видел во сне бесчисленное количество предметов: он видел свою мать и ее большую белую руку, видел худенькие плечи Сони, глаза и смех Наташи, и Денисова с его голосом и усами, и Телянина, и всю свою историю с Теляниным и Богданычем. Вся эта история была одно и то же, что этот солдат с резким голосом, и эта то вся история и этот то солдат так мучительно, неотступно держали, давили и все в одну сторону тянули его руку. Он пытался устраняться от них, но они не отпускали ни на волос, ни на секунду его плечо. Оно бы не болело, оно было бы здорово, ежели б они не тянули его; но нельзя было избавиться от них.
Он открыл глаза и поглядел вверх. Черный полог ночи на аршин висел над светом углей. В этом свете летали порошинки падавшего снега. Тушин не возвращался, лекарь не приходил. Он был один, только какой то солдатик сидел теперь голый по другую сторону огня и грел свое худое желтое тело.
«Никому не нужен я! – думал Ростов. – Некому ни помочь, ни пожалеть. А был же и я когда то дома, сильный, веселый, любимый». – Он вздохнул и со вздохом невольно застонал.
– Ай болит что? – спросил солдатик, встряхивая свою рубаху над огнем, и, не дожидаясь ответа, крякнув, прибавил: – Мало ли за день народу попортили – страсть!
Ростов не слушал солдата. Он смотрел на порхавшие над огнем снежинки и вспоминал русскую зиму с теплым, светлым домом, пушистою шубой, быстрыми санями, здоровым телом и со всею любовью и заботою семьи. «И зачем я пошел сюда!» думал он.
На другой день французы не возобновляли нападения, и остаток Багратионова отряда присоединился к армии Кутузова.

Князь Василий не обдумывал своих планов. Он еще менее думал сделать людям зло для того, чтобы приобрести выгоду. Он был только светский человек, успевший в свете и сделавший привычку из этого успеха. У него постоянно, смотря по обстоятельствам, по сближениям с людьми, составлялись различные планы и соображения, в которых он сам не отдавал себе хорошенько отчета, но которые составляли весь интерес его жизни. Не один и не два таких плана и соображения бывало у него в ходу, а десятки, из которых одни только начинали представляться ему, другие достигались, третьи уничтожались. Он не говорил себе, например: «Этот человек теперь в силе, я должен приобрести его доверие и дружбу и через него устроить себе выдачу единовременного пособия», или он не говорил себе: «Вот Пьер богат, я должен заманить его жениться на дочери и занять нужные мне 40 тысяч»; но человек в силе встречался ему, и в ту же минуту инстинкт подсказывал ему, что этот человек может быть полезен, и князь Василий сближался с ним и при первой возможности, без приготовления, по инстинкту, льстил, делался фамильярен, говорил о том, о чем нужно было.
Пьер был у него под рукою в Москве, и князь Василий устроил для него назначение в камер юнкеры, что тогда равнялось чину статского советника, и настоял на том, чтобы молодой человек с ним вместе ехал в Петербург и остановился в его доме. Как будто рассеянно и вместе с тем с несомненной уверенностью, что так должно быть, князь Василий делал всё, что было нужно для того, чтобы женить Пьера на своей дочери. Ежели бы князь Василий обдумывал вперед свои планы, он не мог бы иметь такой естественности в обращении и такой простоты и фамильярности в сношении со всеми людьми, выше и ниже себя поставленными. Что то влекло его постоянно к людям сильнее или богаче его, и он одарен был редким искусством ловить именно ту минуту, когда надо и можно было пользоваться людьми.
Пьер, сделавшись неожиданно богачом и графом Безухим, после недавнего одиночества и беззаботности, почувствовал себя до такой степени окруженным, занятым, что ему только в постели удавалось остаться одному с самим собою. Ему нужно было подписывать бумаги, ведаться с присутственными местами, о значении которых он не имел ясного понятия, спрашивать о чем то главного управляющего, ехать в подмосковное имение и принимать множество лиц, которые прежде не хотели и знать о его существовании, а теперь были бы обижены и огорчены, ежели бы он не захотел их видеть. Все эти разнообразные лица – деловые, родственники, знакомые – все были одинаково хорошо, ласково расположены к молодому наследнику; все они, очевидно и несомненно, были убеждены в высоких достоинствах Пьера. Беспрестанно он слышал слова: «С вашей необыкновенной добротой» или «при вашем прекрасном сердце», или «вы сами так чисты, граф…» или «ежели бы он был так умен, как вы» и т. п., так что он искренно начинал верить своей необыкновенной доброте и своему необыкновенному уму, тем более, что и всегда, в глубине души, ему казалось, что он действительно очень добр и очень умен. Даже люди, прежде бывшие злыми и очевидно враждебными, делались с ним нежными и любящими. Столь сердитая старшая из княжен, с длинной талией, с приглаженными, как у куклы, волосами, после похорон пришла в комнату Пьера. Опуская глаза и беспрестанно вспыхивая, она сказала ему, что очень жалеет о бывших между ними недоразумениях и что теперь не чувствует себя вправе ничего просить, разве только позволения, после постигшего ее удара, остаться на несколько недель в доме, который она так любила и где столько принесла жертв. Она не могла удержаться и заплакала при этих словах. Растроганный тем, что эта статуеобразная княжна могла так измениться, Пьер взял ее за руку и просил извинения, сам не зная, за что. С этого дня княжна начала вязать полосатый шарф для Пьера и совершенно изменилась к нему.
– Сделай это для нее, mon cher; всё таки она много пострадала от покойника, – сказал ему князь Василий, давая подписать какую то бумагу в пользу княжны.
Князь Василий решил, что эту кость, вексель в 30 т., надо было всё таки бросить бедной княжне с тем, чтобы ей не могло притти в голову толковать об участии князя Василия в деле мозаикового портфеля. Пьер подписал вексель, и с тех пор княжна стала еще добрее. Младшие сестры стали также ласковы к нему, в особенности самая младшая, хорошенькая, с родинкой, часто смущала Пьера своими улыбками и смущением при виде его.
Пьеру так естественно казалось, что все его любят, так казалось бы неестественно, ежели бы кто нибудь не полюбил его, что он не мог не верить в искренность людей, окружавших его. Притом ему не было времени спрашивать себя об искренности или неискренности этих людей. Ему постоянно было некогда, он постоянно чувствовал себя в состоянии кроткого и веселого опьянения. Он чувствовал себя центром какого то важного общего движения; чувствовал, что от него что то постоянно ожидается; что, не сделай он того, он огорчит многих и лишит их ожидаемого, а сделай то то и то то, всё будет хорошо, – и он делал то, что требовали от него, но это что то хорошее всё оставалось впереди.
Более всех других в это первое время как делами Пьера, так и им самим овладел князь Василий. Со смерти графа Безухого он не выпускал из рук Пьера. Князь Василий имел вид человека, отягченного делами, усталого, измученного, но из сострадания не могущего, наконец, бросить на произвол судьбы и плутов этого беспомощного юношу, сына его друга, apres tout, [в конце концов,] и с таким огромным состоянием. В те несколько дней, которые он пробыл в Москве после смерти графа Безухого, он призывал к себе Пьера или сам приходил к нему и предписывал ему то, что нужно было делать, таким тоном усталости и уверенности, как будто он всякий раз приговаривал:
«Vous savez, que je suis accable d’affaires et que ce n’est que par pure charite, que je m’occupe de vous, et puis vous savez bien, que ce que je vous propose est la seule chose faisable». [Ты знаешь, я завален делами; но было бы безжалостно покинуть тебя так; разумеется, что я тебе говорю, есть единственно возможное.]
– Ну, мой друг, завтра мы едем, наконец, – сказал он ему однажды, закрывая глаза, перебирая пальцами его локоть и таким тоном, как будто то, что он говорил, было давным давно решено между ними и не могло быть решено иначе.
– Завтра мы едем, я тебе даю место в своей коляске. Я очень рад. Здесь у нас всё важное покончено. А мне уж давно бы надо. Вот я получил от канцлера. Я его просил о тебе, и ты зачислен в дипломатический корпус и сделан камер юнкером. Теперь дипломатическая дорога тебе открыта.
Несмотря на всю силу тона усталости и уверенности, с которой произнесены были эти слова, Пьер, так долго думавший о своей карьере, хотел было возражать. Но князь Василий перебил его тем воркующим, басистым тоном, который исключал возможность перебить его речь и который употреблялся им в случае необходимости крайнего убеждения.
– Mais, mon cher, [Но, мой милый,] я это сделал для себя, для своей совести, и меня благодарить нечего. Никогда никто не жаловался, что его слишком любили; а потом, ты свободен, хоть завтра брось. Вот ты всё сам в Петербурге увидишь. И тебе давно пора удалиться от этих ужасных воспоминаний. – Князь Василий вздохнул. – Так так, моя душа. А мой камердинер пускай в твоей коляске едет. Ах да, я было и забыл, – прибавил еще князь Василий, – ты знаешь, mon cher, что у нас были счеты с покойным, так с рязанского я получил и оставлю: тебе не нужно. Мы с тобою сочтемся.

Изобретение светодиода — вся история

Впервые упоминание о свечении кристаллов появилось в 1907 г. Ученый Генри Раунд из Великобритании проводил эксперименты с кристаллами карбида. Возбуждая их электрическим током, он заметил слабое желтое свечение. По мере увеличения напряжения, яркость свечения возрастала. Подвергая воздействию тока разные кристаллы в разных точках при повышенном напряжении, он обнаружил, что поменялся и цвет светового потока: синий, желтый, оранжевый и зеленый.

Генри Раунд

Но дальше изучением этого явления на Раунд, ни другие ученые не стали заниматься.
В 1923 г. русский ученый-экспериментатор Олег Владимирович Лосев проводил исследования диодов, применяемых в радиоприемниках и заметил, что карбидокремниевые кристаллы, используемые в диодах под воздействием электрического тока, начинали светиться слабым голубым светом. Причина этого свечения была неясна, а яркость настолько мала, что ученый мир не придал никакого значения этому явлению.
Олег Лосев в течение еще нескольких лет продолжал изучение влияния напряжения электрического тока на спектр свечения, и в 1927 году запатентовал результаты исследований как «световое реле». Так родиной светодиодов стала Россия.
Но исследования свечения карбидокремниевых кристаллов постепенно зашли в тупик из-за неэффективности этого направления, и развитие светодиодов снова остановилось.

Олег Лосев

Лишь спустя почти 40 лет, в 1955 г. в США Рубин Браунштайн сообщил

Рубин Браунштайн

ученому миру о том, что диоды, сделанные на основе арсенида галлия под воздействием электрического тока с низким напряжением, дают инфракрасное излучение. Но запатентовали это открытие в 1961 г. Боб Биард и Гарри Питмэн, дав ему название «инфракрасный светодиод».
После этого, с середины 60-х годов ХХ века началась история промышленного развития светодиодов.
«Отцом» светодиодов весь мир считает Ника Холоньяка. Вместе с Робертом Холлом он изобрел лазер с видимым

Роберт Биард и Гари Питман

лучом, созданный с использованием диода красного спектра. Затем, в 1972 г. аспирант Холоньяка Джордж Крэфорд изобрел желтый светодиод, а потом сделал ярче свечение красных и желто-красных.

Ник Холоньяк

Производство светодиодов начало принимать все более промышленный характер. Их широко использовали в лабораторном и электрическом оборудовании, при производстве бытовых приборов: телевизоров, радиоприемников, калькуляторов, часов.
С этого времени развитие этого направления светотехники не останавливалось, наоборот, становилось все более стремительным.
В середине 1970-х годов снижена себестоимость производства светодиодов. Это произошло благодаря изобретению планарной технологии производства кристаллов.
В середине 1980-х годов изобретен арсенид галлид-натрия, позволивший существенно увеличить яркость свечения диодов.

 

Теперь светодиоды используют при производстве медицинской техники, сканеров штрих-кодов.
Не останавливаются исследования и сегодня. Поэтому можно смело говорить, что будущее светотехники связано именно со светодиодами.

премия по физике вручена за изобретение синих светодиодов

Спектр излучения белого светодиода состоит из узкого пика синего излучения собственно светодиода и широкого плато излучения фосфоресцирующего материала.

Нобелевскую премию по физике за 2014 год вручат исследователям Исаму Акасаки, Хироси Амано из Японии и американцу Сюдзи Накамуре. Премия присуждена «за изобретение эффективных синих светодиодов, которые сделали возможными яркие и энергосберегающие белые источники света».

Достижение, за которое присуждена премия по физике в этом году, является, возможно, наиболее понятным широкой публике за последние годы. Светодиодные лампы для дома уже появились на полках магазинов, а в различных устройствах они применяются довольно давно. Значение изобретения японских исследователей особо подчеркнул председатель Нобелевского комитета по физике Пер Дельсинг (Per Delsing). «Поразительно, что множество крупных компаний хотели сделать это, но у них ничего не вышло. Однако эти ребята пытались снова и снова, и в конце концов добились успеха».

Сюдзи Накамура.

Синие светодиоды были созданы в 1993 году сотрудниками японской компании «Ничиа» (日亜化学工業株式会社, Nichia Corporation). Это изобретение стало настоящим прорывом, поскольку открыло возможность создания источников смешанного белого света. Следующий шаг был сделан в 1996 году, когда Сюдзи Накамура создал белый светодиод, сочетающий излучение синего светодиода с излучением фосфоресцирующего вещества на основе гранатита с примесью церия (Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺) преимущественно жёлтого спектра. В дальнейшем компания стала крупнейшим производителем светодиодов, а Накамура перебрался в США, где получил должность профессора в Калифорнийском университете Санта-Барбары и американское гражданство.

Важность изобретения сложно переоценить — источники белого света с высочайшей энергоэффективностью и малым временем реакции востребованы практически во всех областях человеческой деятельности. Впечатляет прогресс, достигнутый производителями светодиодов за последние десятилетия. Первый белый светодиод, выпущенный «Ничиа» в 1996 году, имел эффективность в 5 люменов на ватт. В 2003 году компания достигла эффективности 50 лм/Вт, в 2006 году был достигнут порог 100 лм/Вт, а в 2014 году компания Cree Inc. сообщила о достижении уровня 303 лм/Вт. Для сравнения, эффективность флуоресцентных ламп приближается к 100 лм/Вт, а обычных ламп накаливания не превышает 20.

Сравнительная эффективность различных источников света.

Несмотря на то, что «Ничиа» стала ведущим производителем светодиодов, Сюдзи Накамура не получил награды за своё изобретение, и после переезда в США он подал в суд на бывшего работодателя. Суд постановил заплатить за изобретение 20 миллиардов иен, однако после подачи апелляции стороны договорились о выплате в размере 840 млн иен (около 7 млн долларов).

Суть светодиода-Что такое светодиод и принцип его работы.

Светоизлучающие диоды, светодиоды очень широко используются в современном электронном оборудовании, и они являются одной из основных технологий источников света, используемых сегодня.

Как коротко сказать о том что такое светодиод и в чем суть светодиода?

Суть светодиода — Излучение световых фотонов (излучение света)  возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода светодиодного кристалла. 

p-n-переход —  контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. В любом светодиоде один из полупроводников это акцептор, а другой донор.

Светоизлучающие диоды, светодиоды используются для многих работ. Они не только используются в качестве панельных индикаторов для всего: от телевизоров, радиоприемников и других форм отечественного электронного и промышленного оборудования, но они также заменяют более традиционные технологии освещения. Чтобы удовлетворить все эти потребности, существует множество различных типов светодиодов, которые доступны. С разработкой и внедрением органических светодиодных технологий светодиодные технологии оказывают еще большее влияние на сегодняшние технологии.

Светодиод символ

Символ схемы для светодиода относительно прост. Символ СИД содержит диодный символ с двумя стрелками, указывающими наружу, чтобы обозначать, что свет исходит от диода.

Светодиод, схема светодиода.

Иногда символ светоизлучающего диода показан только как контур и без заполненных фигур. Форма контура одинаково приемлема.

Альтернативный вид светодиода, светодиодный индикатор цепи.

Также можно увидеть другие версии светодиодных символов. Иногда символ светоизлучающего диода может быть заключен в круги. Этот символ не так широко используется в наши дни, но все еще можно увидеть на многих схемах.

Светодиодная технология: как работает светодиод

Светодиод представляет собой специализированную форму PN-перехода, которая использует составное соединение. Полупроводниковый материал, используемый для соединения, должен быть составным полупроводником. Обычно используемые полупроводниковые материалы, включая кремний и германий, являются простыми элементами, и соединение, изготовленное из этих материалов, не излучает свет. Вместо этого составные полупроводники, включая арсенид галлия, фосфид галлия и фосфид индия, являются составными полупроводниками, и соединения из этих материалов излучают свет.

Эти составные полупроводники классифицируются по валентным зонам, которые занимают их составляющие. Для арсенида галлия галлий имеет валентность трех, а мышьяк — валентность пяти, и это то, что называют полупроводником группы III-V, и существует ряд других полупроводников, которые соответствуют этой категории. Также возможно иметь полупроводники, которые образуются из материалов группы III-V.

Как работает светодиод

Светоизлучающий диод излучает свет, когда он смещен вперед. Когда напряжение накладывается на соединение, чтобы заставить его смещаться вперед, ток течет, как и в случае любого PN-соединения. Отверстия из области р-типа и электроны из области n-типа входят в соединение и рекомбинируют, как нормальный диод, чтобы обеспечить протекание тока. Когда это происходит, выделяется энергия, некоторые из которых находятся в виде легких фотонов.

Обнаружено, что большая часть света получается из области перехода ближе к области Р-типа. В результате конструкция диодов выполнена таким образом, что эта область поддерживается как можно ближе к поверхности устройства, чтобы гарантировать, что минимальное количество света поглощается в конструкции.

Чтобы получить свет, который можно увидеть, соединение должно быть оптимизировано и должны быть выбраны правильные материалы. Чистый арсенид галлия выделяет энергию в инфракрасной части спектра. Для приведения световой эмиссии в видимый красный конец спектра алюминий добавляется к полупроводнику с получением арсенида аргицида галлия (AlGaAs). Фосфор также можно добавить, чтобы дать красный свет. Для других цветов используются другие материалы. Например, фосфид галлия дает зеленый свет, а фосфид алюминия кальция алюминия используется для желтого и оранжевого света. Большинство светодиодов основаны на галлиевых полупроводниках.

Светодиодные материалы и светлые цвета

ДИАПАЗОН ДЛИН ВОЛН(НМ)	ЦВЕТ	V F @ 20 МА	МАТЕРИАЛ
<400	ультрафиолетовый	3.1 — 4.4	Нитрид алюминия (AlN) Алюминий нитрид галлия (AlGaN) Нитрид алюминия нитрида галлия (AlGaInN)
400 — 450	Фиолетовый	2,8 — 4,0	Нитрид галлия индия (InGaN)
450 — 500	синий	2,5 — 3,7	Нитрид галлия индия (InGaN) Карбид кремния (SiC)
500 — 570	зеленый	1,9 — 4,0	Фосфид галлия (GaP) Фолиевый фосфат алюминия галлия (AlGaInP) Алюминиевый фосфид галлия (AlGaP)
570-590	желтый	2.1 — 2.2	Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Алюминий-галлий-индия-фосфид (AlGaInP) Фолиевый галлия (GaP)
590-610	Оранжевый / янтарный	2,0 — 2,1	Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Фолиевый фосфат алюминия галлия (AlGaUInP) Фолифид галлия (GaP)
610-760	красный	1,6 — 2,0	Арсенид алюминия (AlGaAs) Фосфид арсенида галлия (GaAsP) Фолиевый фосфат алюминия галлия (AlGaInP) Фолифид галлия (GaP)
> 760	инфракрасный	<1,9	Арсенид галлия (GaAs) Арсенид алюминия галлия (AlGaAs)

Светодиодная матрица

Кубик или фактический полупроводниковый элемент светоизлучающего диода являются активной частью общего диода. Существуют две основные конфигурации, которые можно использовать.

• Структура светодиодных светодиодов:   эта форма светодиодной структуры излучает свет в плоскости, параллельной стыку PN-перехода. В этой конфигурации свет может быть ограничен узким углом.
• Поверхностно излучающая светодиодная структура:   эта форма светодиодной структуры излучает свет перпендикулярно плоскости PN-перехода.

Активные пленки светодиодной структуры обычно выращиваются эпитаксиально — часто с помощью жидкофазной или парофазной эпитаксии. Подложки выбираются так, чтобы иметь близкую решетку к активным слоям.

Обычными субстратами являются GaAs, GaP, InP. PN-соединение может быть создано либо диффузией примеси, ионной имплантацией, либо может быть введено во время фазы эпитаксиального роста.

Коммерчески светодиоды существуют в самых разных формах: от отдельных светодиодных индикаторов, где есть только один светодиод на упаковке, через различные дисплеи, вплоть до огромных массивов светодиодов на светодиодных экранах.

Для некоторых ограниченных приложений можно использовать различные типы светодиодных диодных диодов. Они могут включать контакты Шоттки и соединения MIS (металл-искробезопасный полупроводник). Однако они, как правило, менее эффективны и иногда сложнее сформировать надежно.

Общая конструкция светодиода

Есть много разных стилей светодиодов, которые доступны. Одним из наиболее широко используемых является простой светодиодный индикатор. Это обеспечивает понимание того, каким образом светодиоды могут быть упакованы.

В дополнение к очень простому светодиодному индикатору есть много других типов светодиодов, включая буквенно-цифровые дисплеи и более сложные светодиодные дисплеи.

Структура панели светодиодного индикатора панели может быть разделена на три основных элемента:

• Полупроводниковая матрица:   это сам светодиодный полупроводниковый элемент.
• Ведущий каркас:   эта часть светодиодного пакета содержит матрицу и обеспечивает соединение.
• Инкапсуляция:   это окружает сборку и действует как защита. Он также предназначен для рассеивания света требуемым образом.

Кубик соединен с углублением в одной половине ведущей рамы, называемой наковальней из-за ее формы. Это делается с использованием проводящей эпоксидной смолы. Выемка в наковальне имеет форму, чтобы излучать световой излучение вперед. Верхний контакт от матрицы затем соединяется проволокой с другой клеммой ведущей рамы, которую часто называют столбом.

Кто придумал светодиод

В справочниках написано, что туннельный диод изобрел в 1958 году Лео Эсаки (в 1973 году он получил за это Нобелевскую премию), а светодиод — Ник Холоньяк в 1962 году. Между тем простой советский лаборант опередил обоих более чем на 30 лет.

Уже в детстве Олег Лосев твердо знал, чему посвятит свою жизнь. В 1917 году он побывал на лекции начальника военной радиоприемной станции, и с этого момента для него перестало существовать все, кроме «беспроволочного телеграфа». После школы Олег Лосев, не сумев поступить в Московский институт связи, благодаря случайному знакомству с профессором Рижского политехнического института Владимиром Лебединским, первым председателем Российского общества радиоинженеров (РОРИ), оказался в Нижегородской радиолаборатории (НРЛ). НРЛ в то время была инновационным центром, где велись и фундаментальные, и прикладные научные исследования в области зарождавшейся тогда электроники и электротехники.

В НРЛ Лосев, работавший лаборантом, решил заняться исследованием кристаллических детекторов для радиоприема. Эти элементы были капризными, но казались ему более перспективными, чем громоздкие и прожорливые электронные лампы. К тому же экспериментировать с детекторами Лосев, исследователь-одиночка по своему характеру, мог полностью самостоятельно — передвигая контактную иголочку на мельчайшие доли миллиметра по поверхности кристалла.

Он исходил из предпосылок, что «некоторые контакты… между металлом и кристаллом не подчиняются закону Ома, вполне вероятно, что в колебательном контуре, подключенном к такому контакту, могут возникнуть незатухающие колебания». Он заблуждался: уже было известно, что для генерации нужна не просто нелинейность вольтамперной характеристики, а падающий участок (именно такой участок обеспечивают современные лавинные диоды).

Но Лосев оказался очень везучим — на контакте цинкита с угольной иголкой он обнаружил этот эффект, добившись первого в мире гетеродинного радиоприема на основе полупроводниковых элементов. В 1922 году статья Лосева о новых радиоэлементах, названных «кристадинами», вышла в журнале «Телеграфия и телефония без проводов» («ТиТбп»). Позднее статьи Лосева о кристадинах публиковались ив советских («ЖЭТФ», «Доклады АНСССР»), и в зарубежных (The Wireless World and Radio Review, Radio News, Radio Revue, Philosophical Magazine, Physikalische Zeitschrift) журналах.

Совершенствуя кристадин, Лосев экспериментировал с различными материалами полупроводников и контактных иголок и в 1923 году обнаружил на стыке карборунда и стальной проволоки слабое свечение. Явление было названо «свечением Лосева», а первооткрыватель получил патент на «световое реле» (фактически первый полупроводниковый светодиод!) и (в 1938 году) — научную степень кандидата физико-математических наук без защиты диссертации. После реорганизации НРЛ Лосев переехал в Ленинград, где продолжал исследования до самого начала войны. А в 1942 году изобретатель погиб от голода в блокадном городе, а его работы так и остались незаконченными.

Статья «Свет грядущего» опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2013).

Как проверить светодиод?

Лучшие светодиоды

Светодиод: принцип работы. История создания светодиода

Как работает светодиод

Светодиод или светоизлучающий диод — это в первую очередь диод, то есть электронное устройство с двумя выводами (или электродами), которое позволяет току в электрической цепи течь только в одном направлении — от одного электрода, называемого катодом, к другому — аноду. Но никак не наоборот. Основа современных светодиодов — кристалл кремния, являющийся полупроводником. Так что светодиод, выходит, к тому же не просто так диод, а полупроводниковый. Дело в том, что когда-то давно первые диоды были совсем не такими, а больше похожими на лампы. Фактически они и являлись лампами.

Внутри у диода имеются два слоя полупроводника, и оба вывода — анод и катод — подключены каждый к своему слою, которые называются p (от слова positive — положительный) и n (от слова negative — отрицательный).

В слое n имеется много свободных электронов — отрицательно заряженных частиц, а слой p богат дырками. Да, именно так в электронике принято называть положительно заряженные ионы.

Интерфейс между этими слоями называется p-n-переходом или электронно-дырочным переходом. Там и происходит весь экшн. У кучи электронов появляется непреодолимое желание воссоединиться с многочисленными дырками, которое они тут же немедленно реализуют.

Свет — людям, дырки — электронам

Как светодиод излучает свет

Свойства и характеристики диода можно изменять, добавляя в полупроводник различные примеси и назвав этот процесс благородным словом «легирование». Именно так можно заставить диод не просто работать как клапан, а излучать видимый свет или невидимый — инфракрасный и ультрафиолет. Или даже вовсе ничего не излучать, а, наоборот, — реагировать на свет. Такой нетрадиционный светодиод называется фотодиодом.

Например, чтобы переключить канал, вы нажимаете кнопку на пульте, инфракрасный светодиод которого посылает луч на фотодиод телевизора.

История создания светодиода

Как мы уже говорили, диоды используются очень давно — с конца XIX века, когда они еще представляли собой тускло светящиеся стеклянные колбы. Но первый полупроводниковый диод, излучаюший видимый свет, появился только в 1962 году. Свет был красным. Через пять лет он стал зеленым, а еще желтым и оранжевым. Для получения белого света не хватало только нормального синего светодиода. Не хватало еще очень долго — первый успешный образец светодиода, светящего синим светом, был продемонстрирован только в 1993 году.

Нобелевская премия за синий светодиод

В 2014 году трое ученых — Исаму Акасаки (Isamu Akasaki), Хироси Амано (Hiroshi Amano) и Сюдзи Накамура (Shuji Nakamura) — разработавших первый синий светодиод, были удостоены Нобелевской премии по физике. Хоть их изобретение было достаточно сложным для массового производства, оно открыло человечеству дверь в новую эру в истории освещения.