Первый в мире светодиод и его создатель

Он первый в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы; открыл электролюминесценцию полупроводников, то есть испускание ими света при протекании электрического тока.  

Знакомьтесь – Олег Владимирович Лосев — советский изобретатель кристадина и светодиода.

Олег Владимирович Лосев родился 10 мая 1903 года в Твери в семье конторского служащего. Интерес и способности к физике и технике появился у мальчика еще в раннем возрасте. 

В годы Первой мировой войны в городе была сооружена военная радиоприемная станция. В 1917 году школьнику Олегу довелось побывать на публичной лекции начальника радиостанции о «беспроволочном телеграфе» (нашими словами — радио). Тогда этот термин считался более понятным и научным. После этой лекции судьба О.В. Лосева решилась: он влюбился в радиотехнику.

Благодаря энтузиазму сотрудников при радиостанции образовалась «внештатная» вакуумная лаборатория, в которой началась разработка радиоламп под руководством М.А. Бонч-Бруевича, будущего профессора и мэтра электроники. На станцию из Москвы часто приезжал известный специалист в области естественных наук профессор В.К. Лебединский. Он моментально разглядел талант юного изобретателя Лосева.

В 1918 году страну охватила Гражданская война. К сожалению, властям было не до развития радиотехники. Своими силами группой ученых-инженеров была создана Нижегородская радиолаборатория (НРЛ) во главе с М.А. Бонч-Бруевичем. К ноябрю этого же года в стенах лаборатории была завершена разработка первой приемно-усилительной лампы ПР-1, которую позже в стране начали выпускать целыми сериями.

Все свободное время Олег Владимирович отдавал любимому делу, проводя дни и ночи в лаборатории. После выполнения обязательных работ он проводил эксперименты с кристаллическими детекторами. 

Лосев описал методику быстрого отыскивания активных точек на поверхности цинкита, заменил угольное острие металлической иглой, дал рецепты по обработке самих кристаллов и предложил целый ряд практических схем радиоприемников. 

На все свои технические решения изобретатель получил патенты

Особенно активно обсуждалась работа Лосева по созданию детекторного приемника-гетеродина, который впоследствии получил название «кристадин» путем скрещивания слов «кристалл» и «гетеродин».

Но интересы Олега Владимировича не ограничивались одним лишь кристадином или в целом практической радиотехники. Еще в 1923 году при ранних исследованиях детекторов он заметил, что при пропускании тока некоторые из них испускают свет. 

Особенно ярко светились карборундовые детекторы. Раньше такого явления он не наблюдал: в то время использовались другие материалы. Карборунд (карбид кремния) был испробован впервые 

Лосев повторил опыт — и снова полупрозрачный кристалл под тонким стальным острием засветился. Это была одна из разновидностей активности кристаллов: холодное безинерционное свечение, то есть способность полупроводников генерировать электромагнитные излучения в световом диапазоне волн. 

Обнаружилось это благодаря тому, что в то время единственным двухполюсником, обладавшим участком с отрицательным сопротивлением, была вольтова дуга. Пытаясь под микроскопом разглядеть электрическую дугу, Лосев обнаружил явление электролюминесценции. Ученый правильно определил природу свечения, возникающего в кристалле карборунда.

В своей статье он писал: «Вероятнее всего, кристалл светится от электронной бомбардировки аналогично свечению различных минералов в круксовых трубках…». Он также отметил то, что открытое им свечение отличается от природы вольтовой дуги: «Разряды, которыми действуют генерирующие точки, не являются вольтовыми дугами в буквальном смысле, то есть не имеют накалённых электродов».

Лосев долгое время занимался изучением и объяснением электролюминесценции.

В своих опытах Олег Владимирович показал, что свечение может быть промодулировано с частотой не менее 78,5 кГц (предельная частота измерительной установки на основе вращающихся зеркал). Высокая частота модуляции свечения стала практическим обоснованием для продолжения исследовательской работы в НРЛ, а затем в ЦРЛ по разработке электронных светогенераторов.

Подробнее изучить излучение кристаллов (например, интенсивность, спектр) он не смог, так как лаборатория не располагала необходимыми приборами. Но изучение Лосев не прекратил, и дальнейшие исследования ученый проводил снова с кристаллическими детекторами. 

В рамках исследования он выделил два типа свечения, о чем написал в научной статье: «Из многих наблюдений выяснилось, что можно различать (более или менее искусственно) два вида свечения карборундового контакта: свечение I (в современной терминологии — предпробойное свечение) и свечение II (инжекционная люминесценция). 

Спустя 21 год, в 1944 году эти явления были переоткрыты французским ученым Ж. Дестрио.

В мировой физике это явление получило название «электролюминесценция» или просто — «свечение Лосева».

Практическое использование эффекта «свечения Лосева» началось в конце пятидесятых годов. Этому способствовало освоение полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, тиристоров. Во всех развитых в научно-техническом отношении странах велась интенсивная разработка полупроводниковых светоизлучающих приборов.

Открытия Олега Владимировича Лосева намного обогнали свое время: тогда не было ни достаточно чистых материалов, ни теории полупроводников, чтобы осознать открытие и добиться воспроизводимого повторения, ни возможности для максимально быстрого развития. 

К сожалению, такое преждевременное открытие не дало толчка к будущей жизни, и о великом изобретателе забыли. Лишь через время в истории техники вспомнили работы и труды Олега Владимировича Лосева по кристадину и свечению. Почти все зарубежные ученые признавали приоритет открытий Лосева в области полупроводников.

Практическая значимость открытия О.В. Лосева была огромной

Она позволяла создавать малогабаритные безвакуумные источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстро действием. Полученные Лосевым два авторских свидетельства на «Световое реле» формально закрепили за нашей страной приоритет в области светодиодов.

В начале Великой отечественной войны Олег Владимирович Лосев находился в блокадном Ленинграде. Во время эвакуации он не покинул город. Ученый всецело отдавал себя институтским делам. 

Наступивший холод и голод сделали свое дело: 22 января 1942 года Олег Владимирович Лосев скончался от истощения в блокадном Ленинграде в возрасте 38 лет 

В том же 1942 году в США компании Sylvania и Western Electric начали промышленное производство кремниевых (а чуть позже и германиевых) точечных диодов, которые использовались в качестве детекторов-смесителей в радиолокаторах. Смерть Лосева совпала по времени с рождением кремниевых технологий.

---

Екатерина Ананьева