Rubin Braunstein (1922-2018) fue un físico y educador estadounidense. [1] [2] En 1955 publicó las primeras mediciones de la emisión de luz mediante diodos semiconductores fabricados a partir de cristales de arseniuro de galio (GaAs), antimonuro de galio (GaSb) y fosfuro de indio (InP). GaAs, GaSb e InP son ejemplos de semiconductores III-V . Los semiconductores III-V absorben y emiten luz con mucha más fuerza que el silicio, que es el semiconductor más conocido. Los dispositivos de Braunstein son los precursores de la iluminación LED y los láseres semiconductores contemporáneos, que normalmente emplean semiconductores III-V. [3] [4] [5] Los Premios Nobel de Física de 2000 y 2014 se otorgaron por nuevos avances en campos estrechamente relacionados. [6]
Braunstein se crió en la ciudad de Nueva York. Obtuvo un doctorado en física de la Universidad de Syracuse en 1954. Luego se unió al laboratorio de investigación de RCA Corporation , que se encontraba entre los laboratorios industriales más activos en ese momento. [6] En la década siguiente en RCA Laboratories publicó ampliamente sobre física y tecnología de semiconductores. Más allá de su trabajo fundamental con la emisión de luz de semiconductores III-V, en 1964 aprovechó los láseres recién inventados para publicar el primer artículo sobre la absorción de dos fotones en semiconductores. [7] [8] Normalmente, un semiconductor determinado sólo absorbe fotones individuales (partículas de luz) con una energía mínima. Para haces de luz de muy alta intensidad, se pueden absorber simultáneamente dos fotones, cada uno con la mitad de esa energía mínima. También publicó artículos fundamentales muy citados sobre las propiedades electrónicas, ópticas y vibratorias de los semiconductores III-V, el silicio y el germanio. [9]
En 1964, Braunstein se convirtió en profesor de física en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), donde permaneció durante el resto de su carrera. Su investigación allí continuó su trabajo de RCA con propiedades optoelectrónicas de semiconductores, así como contribuciones relacionadas con las propiedades ópticas de materiales altamente transparentes como los vidrios de tungstato. [10] Parte del trabajo de Braunstein fue teórico, incluida la propuesta de que los átomos neutros podrían ser dispersados por una onda estacionaria de luz suficientemente intensa. Dado que la luz es una onda electromagnética, se sabía desde hace mucho tiempo que las partículas cargadas, como los electrones, se dispersarían. El efecto con átomos neutros es mucho más débil, pero finalmente se observó casi 20 años después de la propuesta de Braunstein y sus coautores. [11]
Braunstein fue seleccionado como miembro de la Sociedad Estadounidense de Física en 1964. [12]
La llegada de los LED infrarrojos (IR) fabricados a partir de semiconductores III-V se remonta a 1955, cuando Braunstein (1955) informó de la primera electroluminiscencia a partir de GaAs tipo n y GaSb tipo n. Los LED de Braunstein eran ineficientes, no se basaban en una unión pn , sino en un contacto rectificador de metal-semiconductor (contacto Schottky).
Braunstein informó sobre la observación de la emisión infrarroja de diodos simples construidos con arseniuro de galio (GaAs), antimoniuro de galio (GaSb) y fosfuro de galio (GaP) a temperatura ambiente y a 77 K. Sin embargo, la primera patente de LED infrarrojos se concedió en 1961 a Robert Biard y Gary Pittman de Texas Instruments...
En 1955, Rubin Braunstein fue el primero en observar emisiones de arseniuro de galio y otros dos compuestos III-V (fosfuro de indio y antimonuro de galio) en los Laboratorios RCA en Princeton, Nueva Jersey. Sus LED eran diodos Schottky formados por contactos puntuales o pintura plateada; Los diodos de unión no estaban disponibles. Trabajó a temperatura de nitrógeno líquido, donde se pierde mucha menos energía de recombinación en procesos no radiativos que a temperatura ambiente, y observó la emisión máxima cerca de las bandas prohibidas de los compuestos, confirmando que la luz era radiación de recombinación. Sus LED emitían suficiente luz infrarroja como para reproducir música de un disco fonográfico, pero la luz no era visible y el interés de los científicos en el GaAs permaneció centrado principalmente en los dispositivos electrónicos rápidos.
Braunstein había establecido un enlace de comunicaciones ópticas simple: la música que salía de un tocadiscos se utilizaba a través de dispositivos electrónicos adecuados para modular la corriente directa de un diodo de GaAs. La luz emitida fue detectada por un diodo PbS a cierta distancia. Esta señal se introdujo en un amplificador de audio y se reprodujo mediante un altavoz. Interceptar el rayo detuvo la música. Nos divertimos mucho jugando con esta configuración.