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LEDの発見と初期のデバイス

1907年からのSiCrecreated Roundの元の実験の結晶上の点接触からの緑色のエレクトロルミネッセンス。


現象としてのエレクトロルミネッセンスは、1907年に英国の実験者H. J. Round of Marconi Labsによって、炭化ケイ素の結晶と猫のひげ検出器を使用して発見されました。ロシアの発明家オレグ・ロセフは、1927年に最初のLEDが作られたと報告しています。彼の研究はソビエト、ドイツ、イギリスの科学雑誌に配布されましたが、数十年間、この発見は実用化されませんでした。Kurt Lehovec、Carl Accardo、Edward Jamgochianは、1951年にこれらの最初の発光ダイオードを、電池またはパルス発生器の電流源を備えたSiC結晶を採用した装置を使用して説明し、1953年に変異型の純粋な結晶と比較した。


ラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカのルービン・ブラウンスタインは、1955年にガリウム砒素(GaAs)および他の半導体合金からの赤外線放射について報告した。ブラウンシュタインは、アンチモン化ガリウム(GaSb)、GaAs、リン化インジウム(InP)、およびシリコン-ゲルマニウム(SiGe)合金を用いた単純なダイオード構造によって生成される赤外線放射を室温および77ケルビンで観察した。


1957年、ブラウンシュタインはさらに、初歩的な装置が短距離での非無線通信に使用できることを実証した。クローマー・ブラウンシュタインが指摘したように、「...レコードプレーヤーから出てくる音楽は、GaAsダイオードの順方向電流を変調するために適切な電子機器を介して使用されました。放射された光は、少し離れたPbSダイオードによって検出されました。この信号はオーディオアンプに供給され、ラウドスピーカーで再生されました。ビームを傍受すると、音楽が止まった。このセットアップで遊ぶのはとても楽しかったです」このセットアップは、光通信アプリケーション用のLEDの使用を先取りしていました。


テキサスインスツルメンツのSNX-100 GaAs LEDをTO-18トランジスタメタルケースに収めています。


1961年9月、テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツで働いていたジェームズ・R・ビアードとゲイリー・ピットマンは、GaAs基板上に構築したトンネルダイオードから近赤外(900nm)の発光を発見した。1961年10月までに、GaAs p-n接合発光体と電気的に絶縁された半導体光検出器との間の効率的な発光と信号結合を実証した。1962年8月8日、ビアードとピットマンは、順バイアス下で赤外光を効率的に放射できるように、間隔を空けたカソード接触を備えた亜鉛拡散p-n接合LEDを記載した知見に基づいて、「半導体放射ダイオード」と題する特許を出願した。米国MITのG.E. Labs、RCA Research Labs、IBM Research Labs、Bell Labs、Lincoln Labsからの提出前のエンジニアリングノートブックに基づいて、彼らの仕事の優先順位を確立した後特許庁は、最初の実用的なLEDであるGaAs赤外線(IR)発光ダイオード(米国特許US3293513)の特許を2人の発明者に発行しました。特許を出願した直後、テキサス・インスツルメンツ(TI)は赤外線ダイオードを製造するプロジェクトを開始しました。1962年10月、TIは純粋なGaAs結晶を採用して890nmの光出力を放出する最初の商用LED製品(SNX-100)を発表した。1963年10月、TIは最初の商用半球型LEDであるSNX-110を発表した。


最初の可視スペクトル(赤色)LEDは、ゼネラル・エレクトリックで働いていた1962年にニック・ホロニャック・ジュニアによって開発されました。ホロニャックは1962年12月1日に応用物理学レターズ誌にLEDを初めて報告した。ホロニャックの元大学院生であるM・ジョージ・クラフォードは、1972年に最初の黄色LEDを発明し、赤と赤橙色のLEDの明るさを10倍に改善しました。1976年、T. P. Pearsallは、光ファイバ伝送波長に特化した新しい半導体材料を発明することにより、光ファイバ通信用の最初の高輝度、高効率LEDを作成しました。