Tudás

Home/Tudás/Részletek

A LED felfedezései és korai eszközei

Zöld elektrolumineszcencia a SiCrecreates Round 1907-es eredeti kísérletének kristályán lévő pontkontaktusból.


Az elektrolumineszcenciát mint jelenséget 1907-ben fedezte fel a brit kísérletező, HJ Round of Marconi Labs egy szilícium-karbid kristály és egy macskabajusz detektor segítségével. Oleg Losev orosz feltaláló 1927-ben számolt be az első LED megalkotásáról. Kutatásait szovjet, német és brit tudományos folyóiratokban terjesztették, de gyakorlati hasznát évtizedekig nem használták fel a felfedezésnek. Kurt Lehovec, Carl Accardo és Edward Jamgochian 1951-ben magyarázták el ezeket az első fénykibocsátó diódákat egy SiC-kristályokat használó berendezéssel, áramforrással, akkumulátorral vagy impulzusgenerátorral, és egy 1953-as, tiszta kristályhoz való összehasonlítással.


Rubin Braunstein, a Radio Corporation of America munkatársa a gallium-arzenid (GaAs) és más félvezető ötvözetek infravörös emissziójáról számolt be 1955-ben. Braunstein egyszerű diódaszerkezetek által generált infravörös emissziót figyelt meg gallium-antimonid (GaSb), GaAs, indium-foszfid (InP) és szilícium-germánium (SiGe) ötvözetek szobahőmérsékleten és 77 Kelvinen.


1957-ben Braunstein továbbá bebizonyította, hogy a kezdetleges eszközök rövid távolságon keresztül nem rádiós kommunikációra is használhatók. Amint Kroemer Braunstein megjegyezte, "…egy egyszerű optikai kommunikációs kapcsolatot állított fel: A lemezjátszóból kijövő zenét megfelelő elektronikán keresztül a GaAs dióda előremenő áramának modulálására használták. A kibocsátott fényt egy távolabbi PbS dióda érzékelte. Ezt a jelet egy hangerősítőbe táplálták, és egy hangszóró játszotta le. A sugár elfogása leállította a zenét. Nagyon jól szórakoztunk ezzel a beállítással." Ez a beállítás előre jelezte a LED-ek használatát az optikai kommunikációs alkalmazásokhoz.


Texas Instruments SNX-100 GaAs LED TO-18 tranzisztoros fémházban.


1961 szeptemberében, miközben a Texas Instrumentsnél dolgoztak Dallasban, James R. Biard és Gary Pittman közel infravörös (900 nm) fénykibocsátást fedeztek fel egy alagútdiódából, amelyet GaAs hordozóra építettek. 1961 októberére hatékony fénykibocsátást és jelcsatolást mutattak be egy GaAs pn átmenetű fénykibocsátó és egy elektromosan leválasztott félvezető fotodetektor között. 1962. augusztus 8-án Biard és Pittman „Semiconductor Radiant Diode” (Félvezető sugárzó dióda) elnevezésű szabadalmat nyújtott be megállapításaik alapján, amely egy cink diffúz p–n átmenetű LED-et írt le, távolságban elhelyezett katódérintkezővel, amely lehetővé teszi az infravörös fény hatékony kibocsátását előretolt előfeszítés mellett. Miután megállapították munkájuk prioritását a GE Labs, az RCA Research Labs, az IBM Research Labs, a Bell Labs és a Lincoln Lab beadványait megelőző mérnöki notebookok alapján az MIT-nél, az Egyesült Államokban. A szabadalmi hivatal kiadta a két feltalálónak a GaAs infravörös (IR) fénykibocsátó dióda szabadalmát (US3293513), az első praktikus LED-et. Közvetlenül a szabadalom benyújtása után a Texas Instruments (TI) elindított egy projektet infravörös diódák gyártására. 1962 októberében a TI bejelentette az első kereskedelmi forgalomba hozott LED-terméket (az SNX-et{11}}), amely tiszta GaAs kristályt használt, és 890 nm-es fénykibocsátást bocsátott ki. 1963 októberében a TI bejelentette az első kereskedelmi forgalomban lévő félgömb alakú LED-et, az SNX-et{14}}.


Az első látható spektrumú (piros) LED-et 1962-ben Nick Holonyak, Jr. fejlesztette ki, miközben a General Electricnél dolgozott. Holonyak először 1962. december 1-jén számolt be LED-jéről az Applied Physics Letters folyóiratban. M. George Craford, Holonyak egykori végzős hallgatója feltalálta az első sárga LED-et, és tízszeresére javította a piros és vörös-narancssárga LED-ek fényerejét. 1976-ban a TP Pearsall megalkotta az első nagy fényerejű, nagy hatásfokú LED-eket az optikai szálas telekommunikációhoz új félvezető anyagok feltalálásával, amelyeket kifejezetten az optikai szál átviteli hullámhosszaihoz igazítottak.