קטגוריות: מאמרים מוצגים » עובדות מעניינות
מספר צפיות: 22345
הערות לכתבה: 3
ההיסטוריה של נוריות LED: הזוהר של לוסב
שמו של אולג ולדימירוביץ 'לוסב ידוע כיום רק לחוג מומחים צר. כמה חבל: תרומתו למדע, להתפתחות הנדסת הרדיו היא כזו שהיא מזכה את המדען הסגפני הזה בזיכרון אסיר תודה של צאצאיו.
תלמיד כיתה ה 'בבית הספר האמיתי של טבר אולג לוסב קדם המהפכני שחיטט בשקט לערב במעבדת הרדיו החצי-סודית שלו, אותה צייד בכסף שנחסך מארוחות הבוקר בבית הספר, והכין חריקת חשמל נוספת. ואף אחד לא יכול היה לחשוב שבילד מנומס צנוע שהתבלט בקרב חברי כיתת הלימוד בהבנה העמוקה שלו בפיזיקה, התגבשה אהבתו לניסויים, נוצרה אישיותו של חוקר תכליתי.
הכל התחיל בהרצאה פומבית בנושא טלגרפיה אלחוטית, כפי שכינו באותה תקופה רדיו, שהועברה על ידי ראש תחנת קבלת הרדיו טבר ב. מ. לששינסקי. בגיל ארבע עשרה, אולג לוסב עושה את הבחירה הסופית: הקריאה שלו היא הנדסת רדיו.
מבחינת לוסב, פגישת דרך מקרית עם מומחה הרדיו הגדול ביותר באותה תקופה, פרופ 'ו' לבדינסקי, התגלתה כהצלחה גדולה לכל החיים. ברכבת הרכבת הנוסעת נפגשו מדען מכובד וצעיר נלהב והתיידדו לנצח. אולג ביקר לעתים קרובות בתחנת הרדיו Tver של יחסים בינלאומיים, שם לבדינסקי מגיע ממוסקבה לייעוץ מדעי.
יש מלחמת עולם - התחנה עוסקת ביירוט תקשורת רדיו של האויב. תלמידו של ו 'לבדינסקי, סגן מ.א. בונש-ברוז'יץ', תועמלני עסקי רדיו נלהב, שומר בכל דרך אפשרית על חובב הרדיו הצעיר. במעבדה הביתית של אולג העבודה בעיצומה: בדיקות קוהרנטיות, מכינים גלאי קריסטל.
השנה המהפכנית של 1917 הגיעה. לוסב בשלב זה מסיים את בית הספר התיכון. הוא חולם להיות מהנדס רדיו. אבל לשם כך יש צורך לקבל השכלה מיוחדת, והוא מגיש מסמכים למכון התקשורת במוסקבה.
בשנת 1918, קבוצת היוזמה, בראשותו של בונש-ברוז'יץ ', עברה לניז'ני נובגורוד, שם הוקם מכון המחקר הראשון להנדסת הרדיו ברוסיה הסובייטית, מעבדת הרדיו ניז'ני נובגורוד (NRL). נ 'לבדינסקי הופך ליו"ר מועצת NRL ועורך כתב העת הראשון למדעי הרדיו המקומי "טלגרפיה וטלפוניה באופן אלחוטי" ("TiTbp"). NRL מילאה תפקיד מרכזי בפיתוח טכנולוגיית הרדיו הביתית.
לוסב למד במכון לתקשורת חודש בלבד בלבד ומצא את עצמו במהרה בניז'ני נובגורוד - במעגל מוריו ופטרוניו. כמובן, זה לא היה ללא תסיסה פעילה של ו 'לבדינסקי. מורה לא אנוכי וקשוב לקח אחריות לחינוך של צעיר. לוסב הצטרף לפעילות המחקר של מעבדות העוסקות בפיתוח ציוד הרדיו האחרון באותה תקופה.
התשוקה לטלגרפיה אלחוטית באותן שנים סחפה את כל העולם. צינור זכוכית עם סיגי ברזל, קוהרנטי, כבר נסוג להיסטוריה, וגלאי הגביש הקריסטלי בעל השליטה הארוכה חדל לספק את הדרישות ההולכות וגוברות של מפעילי הרדיו. עידן המנורה האלקטרונית התקרב. עם זאת, היו מעטים מהם, למעשה, הסוג היחיד של צינור הרדיו R-5, ואפילו זה נותר גבול חלומותיהם של כל אובססיבי לטכנולוגיית הרדיו. לכן המשימה הדחופה של אותן שנים הייתה שיפור גלאי הגביש. מכשירים אלה עבדו מאוד לא יציבים.
לוסב בודק את ניקיון המשטח ואת המבנה החיצוני של הגבישים, במצבים שונים, חוקר את מאפייני מתח הזרם של הגלאים ומעריך את הגורמים המשפיעים עליהם.
החוקר הצעיר אינו יוצא ממעבדת ניז'ני נובגורוד במשך ימים: במהלך היום הוא מבצע ניסויים, בלילה תופס את "מקומו" בקומה השלישית, לפני שהוא הולך לעליית הגג, שם מיטתו, ומעילו משמש כשמיכה. זו הייתה "הנוחות" של ראשית שנות העשרים.
לוסב בחן את מאפייני המתח הנוכחי של הגלאים והבחין כי בחלק מהדגימות יש עקומה די מוזרה, כולל קטע האירוע. הם מגלים לא יציבים באותה מידה, אבל משהו אומר לאולג שהוא בדרך לפיתרון. בסוף 1921, במהלך חופשה קצרה בטבר, המשיך לוסב את הניסויים במעבדתו הצעירה. שוב הוא מוציא אבץ ופחם מהמנורה הישנה, מתחיל לבדוק את הגלאי. מה זה באוזניות איזו תחנה מרוחקת משדרת קוד מורס בצורה נקייה ובקולנית. זה לא קרה לפני כן ... אז - הקבלה אינה גלאי!
זה היה מכשיר ההטרודין הראשון שהתבסס על מכשיר מוליכים למחצה. ההשפעה המתקבלת היא למעשה אב-טיפוס של אפקט הטרנזיסטור. לוסב הצליח לזהות קטע נפילה קצר של המאפיין שיכול להוביל לעירור עצמי של מעגל התנודה. וכך, ב- 13 בינואר 1922, חוקר בן 19 גילה תגלית יוצאת מן הכלל. הם יבינו ויתארו זאת באופן תיאורטי הרבה יותר מאוחר, אך לעת עתה - התוצאה המעשית: מפעילי רדיו בכל העולם מקבלים מקלט גלאי פשוט שעובד לא פחות ממתנד מקומי יקר, ללא סוללות מגושמות, ללא צינורות אלקטרוניים נדירים והתקנה מסובכת.
לוסב ניסה הרבה חומרים כגביש עובד. הטוב ביותר היה האבץ המעודן שהתקבל על ידי היתוך בקשת חשמלית של גבישי אבץ טבעיים או תחמוצת אבץ טהורה. מחט פלדה שימשה כשיער מגע.
התיאור של מקלט מוליכים למחצה עם קריסטל מייצר הופיע בדפוס - זו הייתה המילה האחרונה בהנדסת הרדיו. עד מהרה פיתח אולג מספר מעגלי רדיו עם קריסטלים וכתב חוברת לחובבני רדיו עם מאפיינים מפורטים של המקלטים והמלצות לייצור קריסטלים.
מיד לאחר הפרסום הראשון, התגלית של לוסב משכה את תשומת הלב הצמודה של מומחים זרים. מגזין "הרדיו האמריקני" אמר: "הממציא הרוסי הצעיר א 'ו' לוסב העביר את המצאתו לעולם מבלי שנטל עליו פטנט!" אחד המגזינים הצרפתיים כתב בצורה טקטית יותר: "... לוסב הודיע על התגליתו, וחשב בעיקר על חבריו - חובבי רדיו בכל העולם." המקלט של לוסב זכה לשם "קריסטדין", שפירושו מתנד מקומי קריסטל. קריסטדין קיבל אותות חלשים מתחנות שידור מרוחקות, הגדיל את סלקטיביות הקבלה והחליש את רמת ההפרעה.
גל של רדיו חובבני הקים את צעירי הארץ, ו"כריסטינה דינה קדחת "החלה. קשה היה להשיג את האבץ, הם ניסו מה שעלה ביד - כל גביש. מחקר המוני הביא ממצא נוסף - גלנה (ברק עופרת מלאכותית), זה עבד טוב והיו הרבה ממנו. בהמשך, יטענו המדענים: מדוע בשנות העשרים הטרנזיסטור לא היה פתוח? מדוע החוקר המחונן, שלא מיצה את כל אפשרויות הגילוי שלו, עזב אותה לפתע? מה גרם לנו להפוך את היצירה לכיוון אחר? התשובה היא ...
בשנת 1923, בניסיון ליצור קשר עם גילוי מבוסס על צמד תיל פלדה קרבורונדום, גילה אולג לוסב זוהר קלוש בצומת שני חומרים שונים. בעבר, הוא לא צפה בתופעה כזו, אך לפני כן נעשה שימוש בחומרים אחרים. Carborundum (סיליקון קרביד) נבדק לראשונה. לוסב חזר על הניסוי - ושוב נדלק קריסטל שקוף מתחת לקצה פלדה דק. אז לפני קצת יותר מששים שנה, התגלתה אחת התגליות המבטיחות ביותר בתחום האלקטרוניקה - אלקטרולומינצנציה של צומת מוליכים למחצה. לוסב גילה את התופעה במקרה או שהיו תנאים מוקדמים מדעיים, עכשיו קשה לשפוט.כך או אחרת, אך חוקר צעיר ומוכשר לא עבר דרך תופעה חריגה, לא סיווג אותה כהפרעה אקראית, נהפוך הוא, הקדיש תשומת לב רבה וניחש שזה מבוסס על עיקרון שעדיין לא ידוע לפיזיקה הניסיונית.
הזוהר נחקר שוב ושוב על חומרים שונים, בתנאי טמפרטורה שונים ובמצבים חשמליים, נבדק תחת מיקרוסקופ. לוסב התברר יותר ויותר שהוא מתמודד עם תגלית. "סביר יותר להתרחש כאן פריקה אלקטרונית מוזרה לחלוטין, שכפי שהניסיון מראה, אין לה אלקטרודות זוהרות," הוא כותב במאמר אחר. אם כן, החידוש, הלא ידוע למדע של זוהר גלוי עבור לוסב אינו ניתן להכחשה, אך אין הבנה מהותה הפיזית של התופעה.
נוסחו מספר גרסאות לגבי הגורמים הפיזיים לזוהר הפתוח. הוא מבטא את אחד מהם באותו מאמר: "סביר להניח שהגביש נוצץ מהפצצות אלקטרוניות בדומה לזוהר של מינרלים שונים בצינורות הפרי." מאוחר יותר, בבדיקת ההסבר הזה, לוסב מציב גבישים שונים בצינור הזוהר של הקתודה, וכאשר הוא מוקרן, משווה את הספקטרום ואת עוצמת האור הנפלט עם מאפיינים דומים של זוהר הגלאי. דמיון משמעותי נמצא, אך שאלת ההבנה הברורה של הפיזיקה של התופעה, לטענת לוסב, נותרה פתוחה.
המדען ממקד את כל מאמציו במחקר מעמיק ומפורט של גלאי הקרבורגונדום הזוהר.
בכתב העת מס '5 במגזין TiTbp לשנת 1927 מופיע מאמר גדול, "גלאי קרבורונדום זוהר וגילוי עם קריסטלים", בו כותב הנסיין: "אתה יכול להבחין בין שני סוגים של זוהר ... זוהר! "נקודה קטנה בצבע כחול ירקרק, בהיר וזוהר II, כאשר משטח משמעותי של הקריסטל ניאון באור בהיר." רק כמה עשורים לאחר מכן, מתברר שבסריג הגביש של קרורונדום כתוצאה מהכנסתם האקראית של אטומים של יסודות אחרים, נוצרו מרכזים פעילים בהם התרחשה שילוב אינטנסיבי של נשאים נוכחיים, כתוצאה מהם הוצא קוונטת אנרגיית האור כלפי חוץ.
בניסוי בסוגים שונים של גבישים וחוטי מגע שונים, O. V. Losev מסיק שתי מסקנות חשובות: הזוהר מתרחש ללא חום, כלומר הוא "קר", האינרציה של המראה והריקבון של הזוהר היא קטנה ביותר, כלומר מדובר באינרציה כמעט. כעת אנו יודעים: המאפיינים הללו של הזוהר, שציין לוסב בשנות העשרים, הם החשובים ביותר כיום נוריות LED, מחוונים, מצמדי אופטו, פולטות אינפרא אדום.
המהות הפיזית של הזוהר עדיין לא ברורה, וא 'ו' לוסב מבקש בהתמדה הסבר לפיזיקה של התופעה. עד מהרה הוא עושה תצפית חשובה אחת, קרוב יותר להבנת מהות התהליך: "תחת מיקרוסקופ ניתן לראות בבירור כי הזוהר מתרחש כאשר חוט המגע נוגע בשוליים חדים או בשברים של הגביש ...", כלומר נוצר אור על פגמים גבישיים. דוחות טכניים לשנת 1927, המאוחסנים בארכיוני ה- N.N. לנין NRL, מאשרים עד כמה ביסודי נערך המחקר של גלאי הזוהר הקרבונומי. נבדקה השפעת שדה מגנטי חזק, קרינה אולטרה סגולה וצילומי רנטגן; התנהגות במדיות שונות - נבדק יינון האוויר סביב הזוהר ונחקר פליטה תרמית של מינרלים שונים. גרסאות שגויות נעלמות זו אחר זו, וצעד אחר צעד צובר ידע רב ערך. לוסב עצמו מכין זנים שונים של קרבורונדום לניסויים, מתקין מתקני בדיקה, מסורים ומשחיז מתכת, מבצע מדידות, שומר על כתבי עת - לבדו, מהרעיון ועד לתוצאות הסופיות.
מחקריו של לוז על אלקטרולומינצנציה זכו לתגובה והכרה רחבה בחו"ל.עבודותיו הודפסו מחדש על ידי מגזינים זרים, והתגלית קיבלה את השם הרשמי - "הזוהר של לוסב". גם בחו"ל וגם ניסינו להשתמש בו בפועל. לוסב עצמו קיבל פטנט על מכשיר "ממסר אור", אולם ההתפתחות הלקויה של תורת המצב המוצק באותה תקופה והיעדר הכמעט מוחלט של טכנולוגיית מוליכים למחצה לא אפשרו למדען למצוא יישום מעשי לעבודה אלקטרולינאצית. במהותם הם התייחסו לבעיות העתיד, והתפנית הגיעה אליהם רק לאחר 20-30 שנה.
השימוש המעשי באפקט הזוהר של לוסב החל בסוף שנות החמישים. הדבר הקל על ידי פיתוח מכשירי מוליכים למחצה: דיודות, טרנזיסטורים, תיריסטורים. לא רק אלמנטים מוליכים למחצה היו אלמנטים לתצוגת מידע - מגושמים ולא אמינים. לפיכך, בכל המדינות שפותחו במונחים מדעיים וטכניים, בוצעה פיתוח אינטנסיבי של מכשירי פולטות אור מוליכים למחצה.
הראשון שבהם החל להיות LED אדום זמין-מסחרי. אחריו הופיעה דיודה בקרביד סיליקון עם קרינה צהובה. בשנות השישים יצרו פיזיקאים וטכנולוגים נוריות LED ירוקות וכתומות. לבסוף, בתחילת העשור הנוכחי, הושגה נורית LED כחולה על הנוגדן. במקביל, חיפשנו שיטות טכנולוגיות חדשות, חומרים מוליכים למחצה ופלסטיק שקוף. כתוצאה מעבודה אינטנסיבית, בהירות המכשירים הוגדלה משמעותית, פותחו סוגים שונים של אינדיקטורים אלפנומריים דיגיטליים מפולחים, מחווני מטריקס ומאזניים ליניאריים. מכשירים עם צבע זוהר משתנה, כמו גם סוגים שונים של פולטות מנווניות LED המדגישות מגוון של צורות גיאומטריות: מלבן, משולש, עיגול וכו '. לאחרונה, יצאה סוג חדש של מכשירים - מודולים של מסכי שטוח במצב מוצק מהם ניתן להרכיב מסכי פסיפס ו לוח הדור החדש.
המדען מקדים את בני דורו. הכשרון שלו הוא לא רק בגילוי הזוהר של הגלאי, אלא בעיקר בעובדה שהוא הציב כל כך דחיפות בעיה במחקריו, עד שהמשך העבודה בתחום זה הפך בלתי נמנע. לפיכך, האינטואיציה וההתמדה של א 'ו' לוסב מחויבים להופעת כיוון אלקטרוניקה חדש - אלקטרואופטיקה מוליכים למחצה, שיש לה עתיד עצום.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: