Жорж Дестрио

Жорж Дестрио (фр. Georges Destriau; 1 августа 1903, Бордо — 20 января 1960, Париж) — французский физик и химик, первооткрыватель электролюминесценции в твёрдых телах. Наиболее известен разработкой в 1936 году электролюминесцентного конденсатора — устройства, ставшего прообразом современных плоских дисплеев и светоизлучающих панелей. Ввёл в научный обиход термин «электролюминесценция».

Биография

Ранние годы и образование

Жорж Дестрио родился 1 августа 1903 года в Бордо в семье инженера. В 1921 году поступил в Высшую школу физики и промышленной химии (ESPCI) в Париже, которую окончил в 1925 году с дипломом инженера-химика. В 1928 году защитил докторскую диссертацию в Сорбонне по теме «Исследование фосфоресценции и флуоресценции сульфидов цинка». Его научным руководителем был известный физик Шарль Моруа.

Научная карьера

После защиты диссертации Дестрио работал в лаборатории физики ESPCI, где занимался изучением люминесцентных материалов. В 1930-х годах его исследования сосредоточились на явлении свечения кристаллов под воздействием электрического поля.

В 1936 году, экспериментируя с сульфидом цинка, активированным медью (ZnS:Cu), Дестрио обнаружил, что при приложении переменного электрического поля к порошку этого материала, помещённому между обкладками конденсатора, возникает устойчивое свечение. Это явление он назвал «электролюминесценцией», от греческих слов «электрон» (янтарь, электричество) и «люмен» (свет). В 1937 году он опубликовал своё открытие в журнале Comptes Rendus de l’Académie des Sciences.

В 1940 году, после оккупации Франции, Дестрио был вынужден прервать активные исследования. Он работал в лаборатории, занимавшейся разработкой люминофоров для военных нужд (например, для ночных прицелов). После войны, в 1946 году, он возглавил кафедру физики в Университете Париж-Сюд (Орсе), где продолжил изучение электролюминесценции и её практических применений.

В 1950-х годах Дестрио активно сотрудничал с американскими компаниями, в частности с Sylvania Electric Products, которая лицензировала его технологию для производства первых электролюминесцентных панелей. В 1955 году он был избран членом Французской академии наук.

Последние годы

В конце 1950-х годов здоровье Дестрио ухудшилось из-за длительного контакта с токсичными люминофорами (содержавшими кадмий и селен). Он скончался 20 января 1960 года в Париже от лейкемии, оставив после себя фундаментальные труды по физике люминесценции.

Научный вклад

Открытие электролюминесценции

Основным достижением Дестрио является открытие и систематическое описание электролюминесценции — явления, при котором твёрдое тело (люминофор) излучает свет под действием электрического поля без нагрева. До него были известны лишь отдельные случаи свечения при электрическом разряде в газах (например, в неоновых лампах) или при пропускании тока через полупроводники (электролюминесценция в p-n-переходах, открытая позже). Дестрио впервые продемонстрировал, что свечение может возникать в порошкообразном диэлектрике, помещённом в переменное электрическое поле.

Экспериментальная установка Дестрио представляла собой плоский конденсатор, одна из обкладок которого была прозрачной (стекло с проводящим слоем оксида олова). Между обкладками помещался слой люминофора — сульфида цинка, активированного медью, смешанного с диэлектрическим связующим (например, касторовым маслом). При подаче переменного напряжения частотой 50–1000 Гц и амплитудой 100–500 В наблюдалось яркое свечение (обычно зелёного или жёлтого цвета).

Теория механизма

Дестрио предложил механизм, объясняющий электролюминесценцию: под действием сильного электрического поля в кристаллах сульфида цинка происходит ударная ионизация атомов решётки, что приводит к возбуждению центров свечения (ионов меди). При рекомбинации электронов и дырок на этих центрах испускается свет. Эта модель, получившая название «механизм Дестрио», впоследствии была уточнена, но её основные принципы остаются верными.

Терминология

Дестрио ввёл в научный обиход термин «электролюминесценция» (электролюминесценция), который в 1938 году был официально принят Международной комиссией по освещению (CIE). Ранее это явление иногда называли «свечением Дестрио» или «эффектом Дестрио».

Применение и значение

Первые электролюминесцентные панели

В 1950-х годах на основе технологии Дестрио были созданы первые коммерческие электролюминесцентные панели. Они использовались в качестве подсветки циферблатов часов, приборных панелей самолётов и автомобилей, а также в декоративных светильниках. Однако низкая яркость (менее 10 кд/м²) и ограниченный срок службы (несколько тысяч часов) ограничили их массовое применение.

Влияние на современные технологии

Открытие Дестрио заложило основы для развития:

• Порошковых электролюминесцентных дисплеев (TFEL) — тонкоплёночных излучателей, используемых в медицинской технике, военных приборах и индикаторах.
• Органической электролюминесценции (OLED) — хотя органические светодиоды были открыты позже, принцип возбуждения люминофора электрическим полем восходит к работам Дестрио.
• Светодиодов на основе полупроводников (LED) — хотя в них используется инжекционная электролюминесценция, а не ударная ионизация, общая концепция излучения света под действием электричества была развита благодаря Дестрио.

Критика и ограничения

В 1940–1950-х годах работы Дестрио подвергались критике со стороны некоторых физиков, которые считали, что наблюдаемое свечение является результатом микроразрядов в газовых включениях, а не истинной электролюминесценцией. Однако последующие эксперименты с вакуумированными образцами и монокристаллами подтвердили правоту Дестрио. Основным ограничением его технологии оставалась низкая эффективность (менее 1% преобразования электрической энергии в свет) и деградация люминофора под действием электрического поля.

Память

• Имя Жоржа Дестрио носит лаборатория физики твёрдого тела в Университете Париж-Сюд (Laboratoire Georges Destriau).
• В 1961 году Французская академия наук учредила премию имени Дестрио за выдающиеся работы в области люминесценции.
• В 2003 году, к 100-летию со дня рождения, во Франции была выпущена почтовая марка с изображением Дестрио и его экспериментальной установки.

Основные публикации

• Destriau G. Recherches sur la fluorescence et la phosphorescence des sulfures de zinc // Thèse de doctorat, Université de Paris, 1928.
• Destriau G. Sur un nouveau phénomène de luminescence: l'électroluminescence // Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 1937, vol. 204, p. 1230–1232.
• Destriau G. L'électroluminescence des sulfures de zinc // Journal de Physique et le Radium, 1938, vol. 9, p. 259–268.
• Destriau G. Theorie de l'électroluminescence // Philosophical Magazine, 1947, vol. 38, p. 700–715.

Источники

• Ivey H. F. Electroluminescence and Related Effects. — New York: Academic Press, 1963. — 276 p.
• Leverenz H. W. An Introduction to Luminescence of Solids. — New York: Dover Publications, 1968. — 569 p.
• Williams F. E. Electroluminescence // Journal of the Electrochemical Society, 1954, vol. 101, p. 137–145.
• Destriau G. // Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1961, vol. 7, p. 73–85.