Det nygamla ledljuset

Det är visserligen bara sedan 20 år som man kan tillverka lysdioder som ger vitt ljus. Men i själva verket uppfanns, eller snarare upptäcktes, ljusdioden närmast av en slump redan 1907 av en av radioteknikens pionjärer, engelsmannen Henry Joseph Round. Han jobbade då med kristallmottagare för Marconi i London, men var tillfälligt utlånad till det amerikanska dotterbolaget i samband med Marconis experiment med radiosändningar över Atlanten.

Den amerikanske radioteknikern H H Dunwoody hade upptäckt att kristaller av kiselkarbid kunde användas som detektorer i radiomottagare. Om en fin metallspets trycktes mot ett lämpligt ställe på krista­ll­­en fungerade kristallen som en likriktare – ström flöt bara i ena riktningen mellan kristallen och spetsen. Kristalldioden var upptäckt.

Det här var halvledarteknikens allra första stapplande steg, och ämnet föreföll kunna bli ett lovande forskningsfält. Visserligen var de första elektronrören, både dioden och trioden, redan uppfunna av konkurrenterna Fleming och Lee de Forest, men kristallen hade fördelen att den var ­billig och inte behövde någon strömmatning.

Obesvarad fråga

Round upptäckte nu till sin förvåning att om han ledde ström i rätt riktning genom kristallen så lyste den. I ett brev som publicerades i tidskriften Electrical World 1907 undrade Round om någon kände till ­fenomenet och visste vad elektroluminansen kunde bero på. Men ingen hörde av sig, och saken glömdes snart bort. Elektronrören slog igenom på bred front, och kristallerna blev alltmer radio­amatörernas leksaker.

Det skulle gå ytterligare två decennier innan den märkliga effekten upptäcktes på nytt. Då av en snillrik självlärd forskare i Leningrad. Han hette Oleg Vladimirovitj Losev (ibland stavad Lossev) och hade oturen att vara son till en hög officer som tjänat under tsaren. Detta stängde honom effektivt ute från all högre utbildning i Stalins Sovjetunionen. Trots detta lyckades Losev med konststycket att på egen hand få inte mindre än 43 vetenskapliga uppsatser publicerade i ryska, engelska och tyska vetenskapliga tidskrifter. Han gjorde en mängd upptäckter inom elektronik, däribland den första halvledarförstärkaren och signal­generatorn – crystadinen (ibland kallad cristadonen eller crystadynen).

Losev upptäckte att han under vissa omständigheter kunde få en kristall att svänga och därigenom producera en bärvåg. Den kunde också fås att fungera som förstärkare. Användningsområdet var dock begränsat. Precis som med kristallmottagaren gällde det att hitta en bra punkt på kristallen, men minsta stöt eller skakning kunde sabotera funktionen. Så Losevs crystadin fick ingen användning utanför laboratoriet.

Liksom Round gjorde Losev försök med att skicka in ström genom kiselkarbidkristaller, och han upptäckte också att de sände ut ljus. Losev tolkade ljuset från kristallen som en inverterad fotoelektrisk effekt – Albert Einstein hade 1921 fått Nobelpriset för den fotoelektriska effekten, och det sägs att Losev skrev till Einstein och bad om hjälp för att utveckla sin teori för lysdioden. Men han fick aldrig något svar.

1929 publicerade Losev resultaten av sina undersökningar av lysdiodernas spektrum och hur ljusutbytet varierade med strömmen. Han hade då ansökt om patent för vad han kallade ett ”ljusrelä”, och som skulle kunna modulera ljus och användas för optisk telegrafi, telefoni, bildöverföring med mera. Kort sagt: allt det som numera görs i fiberoptiska kabelnät.

Glömdes bort

Tyvärr gick det inte så bra för Losev. 1942 svalt han ihjäl i det belägrade Leningrad efter att ha misslyckats med att få ut en rapport om sin sista uppfinning – en halvledarkonstruktion som han påstod kunde ersätta en triod. Var det en transistor?

Så i stället för att hyllas som lysdiodens och transistorns uppfinnare och med tiden få Nobelpriset glömdes Losev bort. Och det skulle dröja till efter andra världskriget innan principen för lysdioden upptäcktes på nytt, och Shockley, Brattain och Bardeen på Bell Labs fick patent på den första transistorn.

Och nu har alltså japanerna Isamu ­Akasaki, Hiroshi Amano och Shuji Nakamura belönats med 2014 års Nobelpris i fysik för upptäckten av ledlampan med vitt ljus.

Det är inte så trivialt som det låter. Sedan 1990-talet hade det funnits ljusdioder som gav rött och grönt ljus, men inte förrän lysdioder med blått ljus utvecklats kunde man konstruera led-lampor med vitt ljus.

Oleg Losevs första fotografi av en lysdiod från 1924.