Светодиод, или, как его называют по-английски LED — Light-Emitting Diode, ассоциируется у нас с достижениями XXI века. Но наше восприятие верно лишь отчасти: эффект новизны обеспечивает активное распространение мощных сверхъярких светодиодов. Сейчас такие устройства используют в светодиодных фарах, светодиодных экранах, светодиодной подсветке улиц и мостов, в ёлочных гирляндах… А в принципе они применяются с начала 1960-х.
В основе работы светодиодов — эффект свечения, известный как электролюминесценция. Это явление называют ещё «свечение Лосева», поскольку в нашей стране впервые его обнаружил в 1920-х советский физик Олег Лосев. Экспериментируя с кристаллическими элементами, он наблюдал «холодное свечение», происходящее без разогрева и, соответственно, выделения тепла.
Светодиодами называются полупроводники, свечение которых основано на разных типах проводимости материалов — так называемых электронном и дырочном. Это означает, что один материал должен содержать избыток электронов, а второй, наоборот, их недостаток. Если соединить полупроводники разного типа и пропустить через них электрический ток, то избыточные электроны займут «свободное место». При этом энергетические уровни, которые занимают электроны, меняются, поэтому испускаются фотоны — фундаментальные частицы, которые не имеют собственной массы, они представляют кванты, или порции энергии. Эта энергия распространяется в виде электромагнитных волн. Длина волны, а значит, область спектра, в которой будет работать светодиод, зависит от подобранного материала полупроводника, концентрации в нём примесей и даже силы электрического тока.
Светодиоды появились одновременно в США и в СССР в 1962 году. В изделиях фирмы General Electric был использован арсенид фосфида галлия, а отечественного НИИ «Сапфир» — карбид кремния.
Промышленный их выпуск в 1960-х в США наладили фирмы Monsanto и Hewlett-Packard, а в СССР — опытный завод при НИИ «Сапфир». Световой поток поначалу был очень маленьким — 0,001 люмена. А из цветов были доступны только красный и жёлтый. В 1976 году появились оранжевые и жёлто-зелёные светодиоды уже на 0,1 люмена. При таких характеристиках до середины 1980-х их удавалось использовать исключительно в качестве индикаторов. Позже учёные получили новые полупроводниковые материалы, которые позволили использовать светодиоды как источники счета.
Образец индикаторного светодиода из коллекции Политехнического музея представляет ранний этап развития светотехники 1970-х годов. Линзовый колпачок светодиода сделан из пластмассы, окрашенной в цвет, который излучает светодиод, — красный.
На сайте Политехнического музея в разделе «Коллекция» — ещё больше оцифрованных экспонатов.