ющий практического смысла. Для светодиодов же излучательная рекомL
бинация — физическая основа их работы.
Первые имеющие промышленное значение светодиоды были созда
ны на основе структур GaAsP/GaP Ником Холоньяком (США). Поми
мо них в 60е годы были созданы светодиоды из GaP c красным и жёлL
тоLзелёным свечением. Внешний квантовый выход (отношение числа
излучённых светодиодом фотонов к общему числу перенесённых через
pnпереход элементарных зарядов) был не более 0,1%. Длина волны
излучения этих приборов находилась в пределах 500—600 нм — облас
ти наивысшей чувствительности человеческого глаза, — поэтому яр
кость их жёлтозелёного излучения была достаточной для целей инди
кации. Световая отдача светодиодов при этом составляла приблизи
тельно 1—2 лм/Вт.
Дальнейшее совершенствование светодиодов проходило по двум на
правлениям — увеличение внешнего квантового выхода и расширение
спектра излучения. Велик вклад в эту работу советских ученых, в част
ности Ж.И. Алфёрова с сотрудниками, еще в 70е годы разработавших
так называемые многопроходные двойные гетероструктуры, позволив
шие значительно увеличить внешний квантовый выход за счет ограни
чения активной области рекомбинации. Использовались гетерострук
туры на основе арсенидов галлияалюминия, при этом был достигнут
внешний квантовый выход до 15% для красной части спектра (световая
отдача до 10 лм/Вт) и более 30% — для инфракрасной. Показателен
факт присуждения Жоресу Ивановичу Алфёрову Нобелевской премии в
2000 году, когда стали очевидными важность и огромное значение его
работ для развития науки и техники.
Исследования других гетероструктур привели к созданию эффектив
ных светодиодов, излучающих в других областях спектра. Так, светоди
оды на основе фосфидов алюминиягаллияиндия (разработка компа
нии Hewlett Packard) излучали красноLоранжевый, жёлтый и жёлтоLзелёL
ный свет. Они имели световую отдачу до 30 лм/Вт (и внешний кванто
вый выход до 55%), превосходя лампы накаливания. При этом необхо
димо понимать, что, в отличие от ламп накаливания, светодиоды излу
чают свет в относительно узкой полосе спектра, ширина которой со
ставляет 20—50 нм. Они занимают промежуточное положение между
лазерами, свет которых монохроматичен (излучение со строго опреде
лённой длиной волны), и лампами различных типов, излучающих бе
лый свет (смесь излучений различных спектров). Иногда такое «узкопо
лосное» излучение называют «квазимонохроматическим». Как источ
ники «цветного» света, светодиоды давно обогнали лампы накаливания
со светофильтрами. Так, световая отдача лампы накаливания с красным
светофильтром составляет всего 3 лм/Вт, в то время как красные свето
диоды сегодня дают 30 лм/Вт и более. Например, новейшие приборы
Luxeon производства американской компании Lumileds обеспечивают
50 лм/Вт для красной и даже 65 лм/Вт для оранжевокрасной части
спектра. Впрочем, и это не рекорд — для жёлтооранжевых светодиодов
планка 100 лм/Вт уже взята.
Долгое время развитие светодиодов сдерживалось отсутствием при
боров, излучающих в синем диапазоне. Эту проблему решил несколько
лет назад Ш. Накамура из компании Nichia Chemical с помощью гете
317
НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА