14 сентября 2008
3816

Александр Асеев: Достижения и современные проблемы физики полупроводников (Часть вторая)

Лекция Асеева Александра Леонидовича
Директор института физики полупроводников. Чл.-корр. РАН. Часть вторая
Асеев Александр Леонидович, Находкин Николай Григорьевич, Жорес Иванович Алфёров, Копьёв Пётр Сергеевич
Слева направо: Асеев Александр Леонидович, Находкин Николай Григорьевич, Жорес Иванович Алфёров, Копьёв Пётр Сергеевич.
Следующее, о чем бы я хотел сказать, что в этом году произошло выдающееся событие для Российской физики и физики полупроводников, в частности. Вы хорошо знаете из сообщений СМИ, что нашего академика Жореса Ивановича Алфёрова удостоили Нобелевской премии за работы в области физики полупроводников, и я хотел бы про это немного сказать. На этой фотографии вы видите Ж. И. Алфёрова — вице-президента Российской академии наук, директора Санкт-Петербургского научного центра, т. е. человека облечённого многими должностями и формального лидера, но я бы хотел отметить, что Жорес Иванович, на самом деле, является и неформальным лидером, т. е. это во всех отношениях выдающийся человек. Фотография сделана в Киеве 11 мая этого года (2000). Рядом с ним находится сопредседатель Российско-Украинской программы "Нанофизика и наноэлектроника" с Украинской стороны академик Находкин Николай Григорьевич. Эта та программа, которая организована по инициативе Жореса Ивановича для того, чтобы восстановить прерванные последними событиями и нашей бюрократией связи России и Украины в сфере науки.

 

Справа на фотографии главный технолог у Жореса Ивановича, бывший его студент профессор Копьёв Пётр Сергеевич, а слева вы видите вашего покорного слугу.

Электрические свойства p—n-гетеропереходов фосфид галлия — арсенид галлия
Электрические свойства p—n-гетеропереходов фосфид галлия — арсенид галлия.
Мы в Институте были свидетелями того, как это всё происходило. Свои наиболее выдающиеся результаты Жорес Иванович получил в 60-е годы. Я приготовил к юбилейному симпозиуму в честь Ж. Алфёрова (симпозиум проходил ещё до того, как Ж. Алфёров стал Нобелевским лауреатом) вот эти исторические материалы. Первая публикация появилась в 66-м году, как раз тогда, когда я учился в университете. Тут указано, что для большинства лазерных приборов применение гетеропереходов позволяет повысить основные параметры приборов или открывает новые возможности. А здесь одна из основополагающих работ, опубликованных в журнале "Физика и техника полупроводников" в 1968-м году. Зонная структура показывает, не буду детально объяснять, что при контакте широкозонного и узкозонного полупроводников при соответствующей полярности можно добиться эффекта, так называемой суперинжекции, когда в узкозонном полупроводнике сильно возрастает плотность электронно-дырочной плазмы за счёт высокой степени легирования широкозонного материала при инжекции носителей заряда из широкозонного полупроводника. Благодаря наличию энергетического барьера, связанного с разницей ширины запрещённой зоны, плотность плазмы будет на порядок отличаться от той, которая достигается при гомогенном p—n переходе, когда используется легирование разного рода примесями одного и того же кристалла полупроводника, т. е. по сравнению со стандартной схемой. Вот эти теоретические представления Жоресу Ивановичу удалось блестяще реализовать, причём, я бы сказал, что он проявил такие незаурядные качества научного сотрудника, как вера в те идеи, которые он развивал, и упорство в их отстаивании. Кроме того, важным его превосходством было то, что он работал, не только как учёный, но и как технолог. Ему удалось найти т.н. идеальную гетеропару. Дело в том, что когда получают гомопереход там довольно легко ввести примеси разного типа, т. е. получить электронно-дырочный переход, а для гетероперехода необходимо соединить два полупроводника. Обычно в этом случае на границе раздела возникает масса дефектов, связанных с разницей в параметрах решётки и, эффекты, которые предсказываются зонной диаграммой, исчезают напрочь. Поэтому за рубежом эти работы были остановлены или прекращены и прорывной явилась работа Жореса Ивановича, которую он впервые рассказал на конференции в Будапеште в 1970 г. и тем потряс американских физиков, было такое превосходство. Секрет был в том, что, кроме эффекта суперинжекции, ему удалось найти пару GaAs-AlGaAs, в которой разница параметров решетки практически отсутствует. Проблема была в том, что AlAs — это материал, которого, вообще говоря, как бы не существует, так как на воздухе он быстро окисляется и исчезает. Однако Ж. Алфёрову удалось найти, что при добавке Al до 30% этот материал живёт, и его можно защитить от воздействия атмосферы, так что гетеропара оказывается работоспособной. Благодаря этим результатам, в конечном итоге, удалось создать полупроводниковые лазеры, которые могли работать в непрерывном режиме. Это было первым чудом. Второе, что они стали работать не при температуре жидкого гелия, а при комнатной температуре. Третье чудо заключалось в том, что если первое время гетеролазеры работали несколько секунд или минут, после чего деградировали из-за разных процессов — у Жореса Ивановича они стали работать десятки и сотни часов.

Следует отметить, что, к нашему сожалению, плодами этих достижений воспользовались другие страны, такие как Тайвань и Корея, которые активно делают бизнес на электронике и оттеснили Россию далеко назад с третьего места среди мировых электронных держав, которое занимал Советский Союз.
http://psj.nsu.ru/lector/aseev/parttwo.html
Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован