История Создания Светодиодов
В 1907 году английский инженер Х.Д. Раунд, трудившийся во всемирно известной лаборатории Маркони, случайно заметил, что у работающего детектора вокруг точечного контакта возникает свечение. Всерьез же заинтересовался этим физическим явлением и попытался найти ему практическое применение Олег Владимирович Лосев.
Обнаружив в 1922 году во время своих ночных радиовахт свечение кристаллического детектора, он незамедлительно перешёл к оригинальным экспериментам. Стремясь получить устойчивую генерацию кристалла, он пропускал через точечный контакт диодного детектора ток от батарейки. Лосев писал: «У кристаллов карборунда (полупрозрачных) можно наблюдать (в месте контакта) зеленоватое свечение при токе через контакт всего 0,4 мА… Светящийся детектор может быть пригоден в качестве светового реле как безынертный источник света».
Весь мир заговорил об «эффекте Лосева», на практическое применение которого изобретатель успел получить до своей гибели в 1942 г. четыре патента.
В 1951 г. центр по разработке «полупроводниковых лампочек», действующих на основе «эффекта Лосева», был создан в Америке, где его возглавил К. Леховец. В исследовании проблем, связанных со светодиодами, принял самое деятельное участие и «отец транзисторов» физик В. Шокли.
Вскоре выяснилось, что германий (Ge) и кремний (Si), на основе которых делаются полупроводниковые триоды (транзисторы), бесперспективны для светодиодов из-за слишком большой «работы выхода» и, соответственно, слабого испускания фотонов на р-n-переходе.
Успех же сопутствовал монокристаллам из сложных композитных полупроводников – соединений галлия (Ga), мышьяка (As), фосфора (Р), индия (In), алюминия (Al) и других элементов.
Однако реализованы на практике эти идеи были лишь в 60...70-е годы, после обнаружения эффективной люминесценции полупроводниковых соединений типа AIIIBV – фосфида (GaP) и арсенида (GaAs) галлия и их твёрдых растворов. В итоге на их основе были созданы светодиоды и таким образом заложен фундамент новой отрасли техники – оптоэлектроники.
Первые имеющие промышленное значение светодиоды с красным и жёлто-зелёным свечением были созданы в 60-е годы на основе структур GaAsP/GaP Ником Холоньяком (США). Внешний квантовый выход был не более 0,1%. Длина волны излучения этих приборов находилась в пределах 500...600 нм – области наивысшей чувствительности человеческого глаза, – поэтому яркость их жёлто-зелёного излучения была достаточной для целей индикации. Световая отдача светодиодов при этом составляла приблизительно 1...2 лм/Вт.
Дальнейшее совершенствование светодиодов проходило по двум направлениям – увеличение внешнего квантового выхода и расширение спектра излучения. Велик вклад в эту работу российских учёных, в частности Ж.И. Алферова с сотрудниками, ещё в 70-е годы разработавших так называемые многопроходные двойные гетероструктуры, позволившие значительно увеличить внешний квантовый выход.
Долгое время развитие светодиодов сдерживалось отсутствием приборов, излучающих в синем диапазоне. Попытки реализовать синие и зелёные светодиоды и лазеры были связаны с использованием кристаллов нитрида галлия GaN и селенида цинка ZnSe, но возникли трудности при синтезе и легировании этих материалов (обычно их получают в виде эпитаксиальных плёнок).
В начале 80-х годов Г.В. Сапарин и М.В. Чукичев в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова обнаружили, что после действия электронного пучка образец GaN, легированный Zn, становится ярким люминофором. Но причину яркого свечения – активацию акцепторов Zn под влиянием пучка электронов – тогда понять не удалось.
Свой первый синий светодиод Накамура изготовил 28 марта 1991 года. Он оставил диод включенным, когда уходил домой, а после бессонной ночи, придя рано утром в лабораторию, увидел, что диод ещё светит. И хотя излучение было не очень ярким, это была победа. Два с половиной года спустя после многочисленных улучшений Накамура изготовил диоды, излучавшие с силой света 1000 мккд, а ещё через шесть месяцев компания объявила о выпуске 2000-мккд диода, который излучал настолько ярко, что на него больно было смотреть.
29 ноября 1993 года компания Nichia Chemical Industries объявила, что завершила разработку голубых светодиодов на основе GaN и планирует приступить к их массовому производству. Лишь немногие даже в Японии когда-либо слышали о Nichia, и мало кто обратил внимание на пару статей, опубликованных незадолго до этого Ш. Накамурой. Первый коммерческий синий светодиод был сделан Накамурой в начале 1994 года на основе гетероструктуры InGaN/AlGaN с активным слоем InGaN, легированным Zn . Выходная мощность составляла 3 мВт при прямом токе 20 мА с квантовым выходом 5,4% на длине волны излучения 450 нм. Вскоре после этого за счёт увеличения концентрации In в активном слое был изготовлен зелёный светодиод, излучавший с силой света 2 кд. Он состоит из 3-нм активного слоя InGaN, заключённого между слоями p-AlGaN и n-GaN, выращенными на сапфире. Такой тонкий слой InGaN сводит к минимуму влияние рассогласования решёток: упругое напряжение в слое может быть снято без образования дислокаций, и качество кристалла остается высоким. В 1995 году при ещё меньшей толщине слоя InGaN и более высоком содержании In удалось повысить силу света до 10 кд на длине волны 520 нм, а квантовую эффективность до 6,3%, причём измеренное время жизни светодиодов составляло 50 000 ч, а по теоретическим оценкам – более 106 ч (~150 лет!). Накамура запатентовал ключевые этапы технологии, и к концу 1997 года фирма Nichia выпускала уже 10...20 млн. голубых и зелёных светодиодов в месяц. Дела компании стремительно понеслись вверх, доходы выросли с 20 млрд. иен в 1993 г. до 116 млрд. иен в 2002 и порядка до 180 млрд. иен в 2003.
На сегодняшний день внешний квантовый выход излучения светодиодов на основе GaN и его твёрдых растворов (InGaN, AlGaN) достиг значений 29/15/12% соответственно для фиолетовых/голубых/зелёных светодиодов; их светоотдача достигла значений 30...50 лм/Вт. Внутренний квантовый выход для «хороших» кристаллов с мощным теплоотводом достигает почти 100%, рекорд внешнего квантового выхода для красных светодиодов составляет 55%, а для синих 35%. Внешний квантовый выход излучения жёлтых и красных светодиодов на основе твёрдых растворов AlInGaP достиг значений 25...55%, а светоотдача соответственно достигла 100 лм/Вт, т.е. сравнялась со светоотдачей лучших современных люминесцентных ламп.
Обсудить статью
Выбор между галогеном или светодиодом для рекламных агенств в последние 2-3 года стоит остро. Одним надоело постоянно менять перегоревшие лампы и готовы ставить светодиодные прожекторы, свято веря в заветное слово светодиод. Другие готовы терпеть, лишь бы лишний раз не тратиться на переоснащения освещения. Данная статья поможет прояснить Все плюсы и минусы видов освещений для наружной рекламы.
Новый информационный портал Светопром приглашает своих гостей в увлекательное путешествие, героями которого станут люстры, светильники, торшеры, лампы, бра и многие другие осветительные приборы. Портал создан для того, чтобы дарить удачу каждому, кто заинтересован в приобретении светотехники и рассказывать о самых интересных событиях и свежих изобретениях в световом царстве.
Приводит словарный запас по умным домам к общему знаменателю. Или небольшой ликбез в термины автоматизации
В продаже существует очень много устройств, которые излучают ультразвук, и которых уже пытались применять для отпугивания комаров, москитов, мокрецов и других кровососущих насекомых. К сожалению, они не всегда оказывались действенными. Дело, вероятно, вовсе не в том, что ультразвук в принципе не эффективен, а в том, что известные звукоизлучающие устройства обычно работают лишь на одной, строго фиксированной частоте.
Этот прибор предназначен для стабилизации напряжения и он позволяет регулировать напряжение на активной нагрузке в пределах от нескольких десятков вольт до 220 В при нагрузке мощностью 1000 Вт.
Полёт на высоте три метра продолжался 12 секунд, аппарат пролетел 39 м и... вписал в историю авиастроения имена братьев Райт — Уилбера и Орвилла, которые разыграли в орлянку, кому лететь первым. Они осуществили самую дерзкую и самую возвышенную мечту человечества о полёте. Случилось это 17 декабря 1903 года.
Вашему вниманию представлен краткий экскурс в историю создания и применения радио для навигации подвижных объектов. Идея применения радио для навигации подвижных объектов впервые была высказана русским ученым, изобретателем радио А.С.Поповым в его историческом отчете об опытах по радиосвязи на Балтийском море в 1897 г. Во время этих опытов А.С.Попов открыл возможность осуществления направленного приема и направленного излучения радиоволн...
Интересуясь историей техники, значением тех или иных изобретений в истории человечества, сталкиваешься с различными оценками. Зачастую приходится обнаруживать, что устоявшийся взгляд на те или иные события необходимо изменить, отдавая приоритеты уже другим событиям и лицам. А ингода, прсто познакомиться с другой точкой зрения.
Весной 1869 года, 23 апреля, в Петербурге, в семье обычного чиновника Льва Розинга родился мальчик. Назвали сына Борисом. 24 сентября 1931-го года инженером Семеном Катаевым была подана заявка на изобретение «Устройства для электрической телескопии в натуральных цветах»
Я делал курсовые студентам на своём потоке. Когда выпустился, то пришла идея создать сайт для этого.
Кабель марки NYM - современный тип силового кабеля, предназначен для монтажа электропроводки по евростандарту. Эта разновидность кабеля пришла к нам с Запада. Наряду с евроотделкой, евроремонтом появилась необходимость и в "евроразводке" электроэнергии. Кабель предназначен для использования на промышленных и бытовых объектах для стационарного монтажа электропитания (открытого и скрытого) внутри помещений и на открытом воздухе.
При покупке обновления для кухни, зачастую приходится делать не только расстановку кухонной мебели, но и одновременно ремонт самой кухни. Мебель для кухни в основном изготавливается на заказ. Электроприборы современной кухни все чаще встречаются встраиваемые в мебель. В связи с этим появляется проблема подачи электричества к кухонной бытовой техники.
