|
Носов Юрій Романович - доктор технічних наук, ВАТ НВП "Сапфір"
Фантастичний фізико-технологічний прорив кінця минулого століття викликав до життя нову світлодіодну-лазерну революцію, вона веде не просто до "подальшого технічного прогресу", але кардинально перетворює саму середовище проживання людини, її світлову, інформаційну, культурологічну складові. "Напівпровідниковий світло" - це десятки щорічних конференцій, безліч відкриттів, за якими не встигають навіть фахівці, все нові сфери застосування. Це також величезні транснаціональні корпорації майже з дворазовим щорічним зростанням обсягів виробництва, тобто з 1000-кратним за 10 років! А починалося все лише вісім десятиліть тому, перші сторінки цієї історії читаються сьогодні як захоплюючий трилер, активними дійовими особами були і багато наших співвітчизників. Хтось опинився на вершині визнання, іншим пощастило менше - історія не завжди справедлива навіть по відношенню до найдостойнішим.
I
Почалося з виявлення світіння напівпровідників, яке часом було настільки слабким, що його доводилося розглядати в мікроскоп. У 1922 р в Нижегородської радіолабораторії (НРЛ), тодішньому єдиному радіотехнічному інституті країни, О.В. Лосєв [1] зайнявся дослідженням кристалічних детекторів [2]. Вісімнадцятирічний радіоаматор, тільки-но закінчивши школу, спробував виявити у цих приладів здатність посилювати і генерувати радіохвилі, вважаючи, що такими властивостями повинні володіти всі елементи з нелінійним опором, хоча будь-якому фахівцеві відомо, що для цього елемент повинен мати негативний опір. Лосєв про це не знав, почав експериментувати і ... виявив шукане [3]. Виявилося (це виявили в 1950-і рр.), Що "механізм посилення" як би вкраплені в деякі природні кристали, залишалося лише намацати голочкою активні точки. На основі цього відкриття в НРЛ почали виготовляти радіоприймачі і передавачі без радіоламп - це стало світовою сенсацією: брошури про крістадіна [4] з'явилися в Європі і США. Захоплюючись оригінальністю винаходи, публікатори дивувалися непрактичності "професора Лосєва" [5], він врозріз з традиціями західного миру не запатентував це свій винахід, зробивши його безкоштовним надбанням всіх радіоаматорів.
У тих перших своїх експериментах Лосєв помітив і світіння з-під голки, але не надав цьому особливого значення - якась мікроскопічна вольтова дуга, мабуть, так і має бути, нічого особливого. Але в підсвідомості це залишилося. У 1927 р він вже спеціально зайнявся світінням і встановив, що це "холодне" світіння кристала, ні дуга ні розігрів не мають до ефекту відносини, все визначається квантовими процесами всередині кристала - самоучка поступово ставав професійним фізиком.
Світ визнав і це відкриття Лосєва, світ - але не батьківщина. Тут його фактично не помітили. Правда, тодішній глава вітчизняної напівпровідникової школи, директор Ленінградського фізико-технічного інституту А.Ф. Іоффе взяв Лосєва під своє заступництво, але до користь досліджень світіння це не привело. Справа в тому, що інтереси академіка були пов'язані майже виключно з напівпровідниковими термоперетворювачами і фотоелементами [6], можливо, саме до цієї тематики він мав намір долучити і Лосєва. Лосєв, індивідуаліст, як багато великих особистості, до кінця залишався одинаком, все його публікації без співавторів. У статтях ленінградського періоду він незмінно висловлював подяку академіку, а той домігся присудження Лосеву ступеня кандидата фізико-математичних наук без захисту і без вузівського диплому, представляв його повідомлення в "Доповіді" Академії наук. Але Лосєв, фактично працював в фізтеху і зблизився з його молодою порослю (він подружився з В.П. Жузе), так і не був введений в штат і, коли грянула війна, не був включений в список евакуйованих співробітників [7].
Життєва доля Лосєва не була щасливою [8]. У Нижньому він починав розсильним і перший час ночував прямо на предчердачной майданчику в будівлі радіолабораторія; коли в період крістадіна стали приходити листи зі зверненням "Dear professor", він все ще не кожен день був ситий [9]; в 1928 р після закриття НРЛ він, як і інші її співробітники, виявився в Ленінграді, але постійного місця роботи у нього не було, всюди на пташиних правах; перед війною став асистентом на кафедрі фізики Медінституту і в першу страшну блокадному зиму 22 січня 1942 р помер від виснаження на 39-му році життя. Місце поховання Олега Володимировича Лосєва невідомо.
Відкриття, як поеми і симфонії, живуть самостійно, незалежно від доль їх авторів. Народження "світіння Лосєва" довелося на щасливу для вітчизняної фізики пору: проголошення "масового походу революційної молоді в науку" підкріплювалося матеріальними вкладеннями і значущістю завдань, то був час, коли юні генії Г.А. Гамов, К.Д. Синельников, Л.Д. Ландау могли безперешкодно їхати на стажування до Бору і Резерфорда, а публікації в західних журналах були нормою [10]. Вже з 1930 р Лосівський статті за світінням цитуються педантичними німцями, і до середини 1930-х рр. поняття "Lossev Licht" стає на Заході ходовим. А далі - тиша на довгі 15 років. Напівпровідникова наука і технологія перебували в зародковому стані, для застосування "світіння Лосєва" не було об'єктивних умов. На талановиту молодь почав впливати "магніт попрітягательней" - нейтронна фізика. А з 1939-1940 рр. все підпорядкувала собі військова тематика.
Лише на початку 1950-х рр. знову звернулися (спочатку в США, потім у нас) до карбіду кремнію (саме в ньому Лосєв спостерігав найяскравіше світіння), але стимулювалося це транзисторними проблемами: перші транзистори, що виготовляються з германію, не працювали при підвищених температурах (що особливо драматично (sic! - VV) - проявилося в Корейській війні 1950-1953 рр.), і Пентагон вилив золотий дощ на вирішення цієї проблеми. Незабаром альтернативою германію став кремній і закріпився назавжди, а на карбіті кремнію транзистори виготовити не змогли, але - не відмовлятися ж від дарованих грошей - потихеньку від військових зайнялися світінням і помітно досягли успіху. Природно, згадали і Лосєва, з цитування його статей, в тому числі і російськомовних, починалася тоді кожна публікація, було дано теоретичне обгрунтування його відкриття і визначено місце Лосєва в історії як першовідкривача инжекционной люмінесценції напівпровідників - явища, що становить основу принципу дії світлодіодів і лазерів. Коло досліджень почав стрімко розширюватися, з'явилися нові, більш ефективні напівпровідники, і незабаром приступили до створення світлодіодів.
Виявилося, однак, що історію "світіння Лосєва" дехто не проти і переписати. Готуючись до 200-річчя США (1976), американські історики науки [12] виявили, що світіння карборунда спостерігалося ще в 1907 р [13], і навіть такий серйозний дослідник, як Е. Лёбнер, довгі роки прожив в Москві, ретельно вивчив спадщина Лосєва і ще в 1973 р беззастережно визнавав його пріоритет, тепер став говорити лише про перевідкриття їм електролюмінесценції [14]. У згаданому листі до редакції Г.Дж. Раунд толково розповідає про світінні детекторів, але з його короткого повідомлення (150 слів) неясно, була це инжекционная люмінесценція або інше явище, також досліджене Лосєвим, значно менш ефективне і не має практичного значення. Резонансу замітка Раунду не отримала, сам він, наскільки відомо, до "цікавому явищу" більш не вертався і, доживши до 1966 р, ні на який пріоритет не претендував. До речі кажучи, і Лёбнер визначає ім'я Раунду в першовідкривачі електролюмінесценції з безліччю застережень: "мабуть, можна вважати", "ймовірно", "однак" і ін. "Пристрасті по Раунду" в історії техніки це прелюдія тієї масованої міфологізації спільної історії, яка пізніше почала здійснюватися на Заході дуже широко (як, наприклад, в кінопритчі про солдата Райана, "виграв" Другу світову війну).
* * *
Історику науки очевидно, що відкриття нового ефекту це щось більше, ніж просто факт його виявлення. Крім цього першого початкового події, зазвичай випадкового, "алгоритм відкриття" повинен включати [15]:
багаторазове відтворюване його спостереження;
дослідження з метою виявлення природи явища;
пояснення, хоча б як спроба;
підтвердження істинності тими чи іншими практиками;
публікація та визнання суспільством.
І при цьому остаточне судження історія виносить лише через деякий час, достатній для осмислення події [16].
Переходячи до загальної оцінки наукової діяльності Лосєва, повторимося, що відкриття їм инжекционной люмінесценції в повній мірі відповідає описаним алгоритмом, чого не можна, на нашу думку, поширити на його ж відкриття крістадіна. Тут ми маємо справу лише з виявленням і використанням ефекту; ні дослідження, ні наближення до розуміння механізму явища не відбулося [17]. У зв'язку з цим твердження Лебнера, що винахідники транзистора Дж. Бардін і У. Браттейн перевідкрити в 1947 р ефект посилення, відкритий Лосєвим в 1922 р, не має сенсу. Навіть з великою натяжкою Лосєва не можна вважати предтечею винаходи транзистора, - як то кажуть, чужого нам не треба.
Інша справа, що якби в кінці 1930-х рр. або відразу ж після війни перед ним була сформульована проблема напівпровідникового підсилювача і якби життя його не обірвалася так рано, то з великою ймовірністю транзистор міг би народитися в Росії - запорукою того Лосівський інтуїція, самовіддача, витонченість експериментатора.
II
Отже, до початку 1950-х рр. розібралися зі світінням напівпровідників, проте тоді ж зрозуміли, що ні карбід кремнію, ні германій, ні кремній для світлодіодів не підходять. Потрібен схожий на них напівпровідник, але зовсім інший, і такого в природі немає. Так в традиційному ланцюжку "фізика (ефект + теорія) - матеріал - виріб (конструкція + технологія + застосування)" дослідження перемістилися на другу ланку. Нові напівпровідники були потрібні всій електроніці, правда, в той час транзистори повністю задовольнилися кремнієм, а на роль "головного замовника" вийшла інфрачервона техніка, яка все ефективніше демонструвала військовим свої чудодійні можливості, в першу чергу: протилітакової теплові головки самонаведення [18] і прилади нічного бачення, включаючи тепловізори [19].
У 1952-1953 рр. Генріх Велькер з Мюнхена опублікував фундаментальну статтю [20], в якій обґрунтовувалася можливість створення цілого класу штучних напівпровідників на будь-який смак, поєднуючи парами спеціально підібрані метали, що утворюють интерметаллические з'єднання. Але за два роки до цього, в 1950 р наша співвітчизниця Н.А. Горюнова вже передбачила "Напівпровідникові" деяких Інтерметалл. Відштовхуючись від хімічних уявлень про ізоморфізмі, кристаллохимических групах, видах валентного зв'язку, вона, поки що інтуїтивно, перекидала місток до електрофізичних властивостях синтезованих речовин. Тоді ж на двох складах це було підтверджено експериментально [21]. Але в першовідкривачів її ім'я на Заході ні тоді, ні пізніше не з'явилося, тільки Велькер, беззастережно і в однині. Може бути, так і є, і ми маємо справу з повторенням ситуації Лосєв - Раунд? Адже в попередньому розділі обгрунтовувалося (хочеться сподіватися, переконливо), що не обов'язково перший, хто помітив нове, повинен зараховуватися в автори. Так, не обов'язково. Але це не випадок Горюнової.
Ніна Олександрівна Горюнова належить до найяскравіших представників військового покоління, загартованого в труднощах, цілеспрямованої і вольової. Коли в 1946 р вона з'явилася в фізтеху, у неї за плечима були фабрично-заводське училище, хімфак Ленінградського університету, два роки роботи з розподілу в заводській лабораторії, предблокадние ленінградські будні, евакуація в далекий Хабаровськ. Після повернення до Ленінграда їй вже 30, треба ростити чотирирічного сина і однорічну дочку. Але була в цій російській жінці небесна іскра - вона вступає до аспірантури до А.Ф. Іоффе!
Академік дав їй цілком захищається і не дуже перспективну тему з числа тих, коли треба закрити чергову клітинку в мозаїці необстежених речовин, які - а раптом? - можуть виявитися корисними напівпровідниками."Сіре олово" - одна назва могло навести тугу, але вона розкрутила його на свій лад. Могли ж Шерлок Холмси по ниточці і уривка газети відтворювати особистість людини, а заодно і всю його родовід. За підказками за методологією узагальнень вона звертається не до кому-небудь, а до Менделєєва, Курнаковим, Гольдшмідт [22]; в практичній діяльності використовує свій, що став потім "фірмовим", натиск: пробивається в запасники Ермітажу, де їй дозволяють з потемнілих старовинних олов'яних потири нашкребти прігорошню "олов'яної чуми", це і є сіре олово.
Передбачення академіка підтвердилося: сіре олово і справді виявилося напівпровідником, але практично марним. Зате на ньому Горюнова вгадала той рецепт, за яким можна було синтезувати будь-які Інтерметалл. Перше повідомлення про це - її кандидатська дисертація (1950), але дисертації часто залишаються непоміченими. У жовтні того ж року - доповідь на Всесоюзній нараді в Києві, зазначений патріархами А.Ф. Іоффе [23] і В.Є. Лашкарьовим, в 1951 р з'являються її публікації в "Доповідях ..." і "Известиях ..." Академії. Це читають на Заході, але чи варто їм очікувати чогось значного з невідновлення після воєнної розрухи країни? А Горюнової не до затвердження пріоритетів, вона поспішає: синтезує все нові сполуки, знаходить ключик до змішування трьох, чотирьох (і скільки хочете ще) компонентів.
Її енергія, оптимізм, професіоналізм, весь її вигляд привабливі [24], вона щедра в раздаривания ідей - "школа Горюнової" поширюється на багато наукових центрів країни, з нею прагнуть познайомитися знаменита Генрієта Родо з Франції, англійський професор К. Хілсум ... У 1968 р з'являється її підсумкова монографія, де зроблена спроба запропонувати періодичну систему напівпровідникових сполук [25]. У нових ідеях у неї теж не бракує, але ... Так часто доля буває підкреслено несправедливою по відношенню до кращих: Ніна Олександрівна померла від важкої хвороби 31 січня 1971 р ледь досягнувши 54 років.
На одному з міжнародних конгресів ще при її житті Нобелівський лауреат М.М. Семенов зазначив: "Роботи Горюнової здійснюють ... переворот в неорганічної хімії". Як бачимо, на ситуацію Лосєв - Раунд зовсім несхоже, по "гарячих слідах" про пріоритет Горюнової неодноразово висловлювалися такі авторитетні вчені, як Б.І. Болтакс, Б.Т. Коломієць, А.І. Губанов, пізніше - Ж.І. Алфьоров, причому дуже активно і на представницьких міжнародних форумах.
Чи було визнання загальним? Тривалий час Горюнова працювала у Д.Н. Наследова, він очолював єдину тоді в фізтеху напівпровідникову лабораторію, де багато цілком сформовані вчені задовольнялися секторами або групами. Професор спадщини (1903-1975) був блискучим лектором, педагогом, організатором: керувати аспірантами він почав з 25 років, і в якісь моменти їх одночасно бувало у нього більше 15; в 28 - він заступник директора; пізніше - багато сил і уваги приділяв організації наукових центрів в республіках СРСР. Його відрізняли схильність до узагальнень, грунтовність і неспішність, так аж до 1957-1958 рр., Судячи з публікацій, він зберігав помітний інтерес до досліджень селену, напівпровідника, безперспективність якого всім в світі вже була очевидна.
І ось поруч з ним Горюнова - "лід і полум'я". Іскрометна одержимість, захоплення створенням нових речовин, їх "тут і зараз" своїми руками вона синтезувала в витяжній шафі. Звичайно, в її ранніх дослідженнях не було закінченості і суворої доказовості, їх тоді й не могло бути по суті справи. Можливо, спочатку вона не дуже-то впевнено почувалася в середовищі фізиків, які іронізували: "якщо один брудний метал з'єднати з іншим брудним, то що, крім бруду, ми отримаємо?" У ті роки вимога суперчістоти всіх компонентів напівпровідникової технології вже фактично стало аксіомою. Загіпнотизовані досконалістю германієвих і кремнієвих кристалів фізики недовірливо поглядали на черговий слиточек, витягнутий Горюнової з ампули: "а напівпровідник це?" (Характерно в цьому зв'язку назва доповіді: "Вивчення електропровідності напівпровідників і інтерметалічних сполук ...".)
Поки іронізували і сумнівалися, час витікало, пріоритет Горюнової танув, фактично майже не позначений: без всебічного дослідження синтезованих зразків їх значимість була мізерною, тільки фізик міг дати оцінку тому, що "зварив" хімік. Важко бути пророком у своїй вітчизні, в нашому - особливо [26].
Зрозуміло, лабораторія Наследова все ж зайнялася дослідженням Інтерметалл [27], причому однією з перших в світі, але все ж не першою. Стартовою сигналом послужила згадана вище стаття Велькера. Перша публікація Наследова за новою тематикою, що з'явилася в 1956 р в співавторстві з черговим його аспірантом, цитувала тільки Велькера "з товаришами" і "приєдналися до нього" американців - ця команда вже помітно вирвалася вперед. В кінці статті зазначалося, що "досліджені матеріали були синтезовані Н.А. Горюнова і В.С. Григор'євої", і - подяку, але не співавторство. Ця практика утвердилася на подальше: з більш ніж 400 робіт Наследова, лише 3 або 4 йдуть в співавторстві з Горюнової. Роботи Горюнової не зазначені ні Ленінської, ні Державної преміями - традиційними науковими нагородами тих часів. Вона не стала і членом Академії наук - не склалося.
В 1956 про фізтехівської дослідженнях нових напівпровідників спадщини доповів на представницькій міжнародній конференції в Гарміш-Партенкірхені, там прозвучало і ім'я Горюнової, але навряд чи було почуто: світ вже визначився з пріоритетом [28].
У 1976 р вийшли в світ спогади Г. Велькера про справи четвертьвековой давності, в них визнаний родоначальник нового напівпровідникового напрямки роздає "всім сестрам по сережках". Проникливо і цікаво описує свій шлях до відкриття, це природно; детально і підкреслено доброзичливо аналізує дослідження американців, що почалися з 1953 р, наділяючи деякі їх результати відміткою "вперше"; побіжно, одним абзацом повідомляє про "незалежну роботу в Радянському Союзі", про те, що в 1950 р Горюнова передбачила напівпровідникової нових сполук, при цьому цитує лише наследовскій доповідь 1956 г. А адже в 1976 р 64-річний патріарх наперед знав про численних статтях і монографіях Горюнова, що підтверджували невипадковість її пріоритетного повідомлення 1950 г. Але напрошується "вперше" з його вуст так і не прозвучало.
Велькер НЕ монумент, у нього своя людська історія, і, можливо, він відчував образу на несправедливість долі. У 1933 р він почав працювати в Мюнхені у знаменитого А. Зоммерфельда, до 27 років він - "Doktor habilitiert", тобто "Повний доктор", і починає поволі підходити до ідеї інтерметалевих напівпровідників. Попереду блискуче майбутнє, але вибухнула війна, і йому довелося займатися детекторами для радарів, а в 1947 р зі зруйнованої Німеччини на кілька років законтрактував до Франції заради хліба насущного. Від "справи життя" війна відкинула його на 7-10 років, можливо, підсвідомо на стільки ж років раніше він "числи" і свій пріоритет і не вважав себе морально зобов'язаним поступатися його кому-небудь [29]. Безсумнівно на його світовідчуття як німця наклала відбиток національна трагедія. Повоєнне приниження переможеної нації у німецьких вчених доповнювалося ще й гірким усвідомленням науково-технічного програшу американцям, втратою (і ясно, що безповоротної) своєї колишньої переважної переваги [30], у чому вони не хотіли зізнаватися навіть самим собі [31]. Поколінню, життя і смерть якого визначали американські літаючі фортеці і танки "Шерман" [32], довелося навчитися вловлювати найтонші нюанси заокеанських побажань-команд. Тому в номері американського "IEЕЕ Transactions" (1976), де були поміщені спогади Велькера про відкриття інтерметалевих напівпровідників, не могло бути й мови про будь-якому радянському пріоритет - то був пік холодної війни, Конгрес тільки що ввів обмеження на свободу торгівлі з СРСР (1974).
Сьогодні в історичній ретроспективі, очищеної наскільки можливо від політичних нашарувань, видно, що роботи Г. Велькера і Н.А. Горюнова в їх спільному прочитанні дали науці сукупність визначальних фізичних і хімічних уявлень про интерметаллических напівпровідниках [33] - в цьому суть їх загального пріоритету.
III
На початку 1960-х рр. більшість з тих, хто займався світінням напівпровідників, кинулися до створення лазера. Виникла в 1953-1955 рр. квантова електроніка [34] в якості свого головного виведення містила твердження про те, що може бути розроблений принципово новий джерело випромінювання з вузьконаправленим суперінтенсивного когерентним [35] променем світла. Правильніше було б сказати, що це було не наслідком, а призначенням квантової електроніки. Нічого подібного в природі не було. Вчені опинилися впритул до того, щоб "переступити межу", і можливість зробити це першим - порушувала.
Класична квантова електроніка досліджувала радіохвилі, що виникають в газах, тому, замислюючись про світло, вважали, що треба лише підібрати якийсь інший відповідний газ; Ч. Таунс і А. Шавлов (його шурин) навіть вказали, де шукати [36]. Історія, як водиться, розкрутила сюжет по-своєму: перший лазер зробив (15 травня 1960 року) з рубінового стерженька, на зразок олівця, американець Теодор Мейман. Людина незалежних суджень і непередбачуваних вчинків (він міг, наприклад, кинути все і на півроку відправитися в кругосвітню подорож), який висміює схиляння аспірантствующего молодняку перед авторитетом професорів, Мейман з безтурботністю переможця не виявили виконав ритуальний реверанс в сторону провісників і отримав адекватну реакцію: до його презентації (7 липня 1960 року) поставилися стримано, не поспішаючи визнавати реальність прориву в лазерний століття, а дотепники стверджували, що він "знайшов рішення, для якого ще треба знайти п Роблю "[37]. Через півроку був створений газовий лазер, все як би встало на свої місця, з порушником спокою поступово змирилися і відвели йому в історії місце творця першого лазера, але першого в ряду інших, в якійсь мірі теж перших [38].
Улітку 1962 г. почалася стрімка атака на напівпровідниковий лазер - всі розуміли, що саме він стане дійсно масовим і зможе кардинально перетворити зовнішність нової електроніки. Ще в 1958-1960 рр. до проблеми почали поволі підходити в нашому Фізичному інституті ім. П.Н. Лебедєва АН СРСР, мабуть, тут був найбільш підходящий для цього колектив [39]. На 1961 р сформульовані теоретичні передумови створення напівпровідникового лазера [40], неясно було лише, який саме напівпровідник дасть результат (повторення меймановской ситуації). Однак в кінці липня 1962 р американці визначилися - арсенід галію; відтепер рахунок пішов на тижні і дні, і у вересні-жовтні лазерний ефект отримали відразу в трьох лабораторіях, а першою опинилася група Роберта Холла (24 вересня 1962 г.).
Пізніше він згадував, що в розпал подій вони дізналися про статтю Д.М. Наследова, датованій січнем 1962 року, в ній натяк на виявлення лазерної генерації; мабуть, у росіян уже є лазер, і вони ось-ось про нього оголосять, значить, треба ще додати обертів. "Синдром супутника" [41], та ще підкріплений гагарінським польотом (1961), діяв безвідмовно. Правда, незабаром американці зрозуміли, що лазерної генерації в цій роботі не було і бути не могло, тому що не дотримувалися деякі обов'язкові для цього умови (автори і самі від такої інтерпретації своїх експериментів фактично розсудливо відмовилися), але цей посил з Росії зіграв свою роль в прискоренні створення лазера.
Науковий світ був добре розігрітий лазерними пристрастями, так що у нас в країні перші зразки були виготовлені в ФІАН (А.П. Шотов) через кілька тижнів після публікації Холла, ще через місяць - в НДІ-333 (В.І. Швейкіна) [ 42], а до початку 1963 почалася підготовка їх напівпромислового виробництва на заводі "Старт" за участю НДІ-311 (майбутній НДІ "Сапфір"). На жаль, подальший показало, що створені з таким старанням і надією напівпровідникові лазери вкрай недовговічні і як комерційна вироби перспективи не мають, як у нас, так і у американців. Через кілька років безуспішних досліджень ситуація стала здаватися нерозв'язною.
Щасливе продовження лазерної історії пов'язано з гетероструктурами, тут вітчизняний внесок і пріоритет отримали настільки очевидне світове визнання (Ж.І. Алфьоров, Нобелівська премія, 2000), що в якихось доповненнях немає необхідності. Хіба лише кілька штрихів з самого раннього періоду.
Основну заявку на винахід подав Алфьоров (спільно з Р. І. Казарінова, теоретиком) всього лише через 5 місяців після публікації Холла. По суті ще й звичайних лазерів не було, їх зовсім не розсмакували. Кілька років група Алфьорова билася над пошуком відповідного для реалізації матеріалу, а знайшла його, в деякому сенсі полуслучайно, в сусідній лабораторії у Н.А. Горюнова, де цей складний трикомпонентний напівпровідник був виготовлений про запас "на всякий випадок". Гетеролазери на цьому матеріалі був створений напередодні 1969 р а пріоритетною датою на рівні виявлення лазерного ефекту є 13 вересня 1967 г. [43]
Повернемося до початку 1960-х рр. Фактично кожен, хто досліджував світіння напівпровідників, так чи інакше виготовляв світлодіод, тому шукати першовідкривача в якомусь абсолютному сенсі безперспективно. Якщо ж повісті мова не про ефект, нема про наукове досягнення, а про виріб, то визначальним критерієм факту його існування є наявність комерційного виробництва. Суто прагматично: якщо виріб використовують і купують, то воно існує (і навпаки).
У згаданій лазерної гонці "побічним" результатом стали червоні світлодіоди, про початок їх дрібносерійного виробництва фірма "Дженерал Електрик" оголосила в широкому друці 28 листопада 1962 року, а через чотири десятиліття їх творець Нік Холоньяк удостоєний премії "Глобальна енергія". Зауважимо, що в тому ж 1962 р у нас в НДІ-311 вже було розгорнуто виробництво світлодіодів іншого виду - на основі карбіду кремнію - фактично це означало розвиток ідей Лосєва на більш досконалої технологічній основі [44]. І хоча ці світлодіоди відрізнялися низькою ефективністю, але завдяки їх Безінерційна їм було знайдено важливе застосування в ядерній фізиці для калібрування лічильників частинок. Їх виробництво в наростаючих обсягах тривало багато років, в тому числі і для апаратури оборонного призначення; з плином часу карбідокремнієвих світлодіоди поступилися місцем іншим, більш ефективним. На жаль, публікації про ці перші комерційних світлодіодах, не тільки в СРСР, а й у світі, з'явилися лише через кілька років після початку їх виробництва (1962), причому в вузьковідомчих виданнях, тому питання про вітчизняному пріоритеті в створенні світлодіода і не ставилося.
Славне двадцятиріччя 1950-1970 рр. стало вирішальним періодом в історії оптоелектроніки і її основи - лазерів і світлодіодів. Вчені двох великих країн - США і СРСР - фактично спільними зусиллями зробили колосальний прорив, який привів (спільно з транзисторної мікроелектронікою) до народження нової електроніки, кардинально змінила наше життя до кінця XX століття. І за великим рахунком ні ідеологічне протистояння наших країн, ні залізна завіса, ні режим секретності перешкодою не стали - вирішальними факторами виявилися лише бажання і воля.
Примітки
1 Про життя і діяльності Лосєва див .: Лосєв О.В. Біля витоків напівпровідникової техніки. Л .: Наука, 1972; Нижегородські піонери радянської радіотехніки / Упоряд. Б.А. Остроумов. М .; Л .: Наука, 1966; Центральна радіолабораторія в Ленінграді / Под ред. І.В. Бренева. М .: Сов. Радіо, 1973; Остроумов Б., Шляхтер І. Винахідник крістадіна О.В. Лосєв // Радіо. 1952. № 5; Новіков М.А. Олег Володимирович Лосєв: піонер напівпровідникової електроніки // ФТТ. 2004. Т. 46. № 1.
2 Детектор - це напівпровідниковий кристалик з притиснутою до нього металевої голкою. Випрямляє дію такого точкового контакту відкрив Ф. Браун (1874), майбутній Нобелівський лауреат за радіозв'язок (спільно з Г. Марконі); він же вперше використовував детектор для радиоприема.
3 "Благословенні які не знають, але увірували", - нерідко підтверджується і в науці. "Дорога до наукового відкриття [...] не обов'язково вимагає глибоких .познаній [..] неофіт часто має перевагу перед знавцем саме в силу свого невігластва, так як [...] не представляє всіх складних причин, за якими безглуздо навіть поставити даний експеримент ", - це з Нобелівської промови А. Джайвера (див .: Лауреати Нобелівської премії. Енциклопедія. М .: Прогрес, 1992. С. 409). Людина реальному житті, різноробочий, капрал, механік за освітою, лише в 27 років долучився до фізики, він через пару років досяг видатних результатів, і вони поставили його в один ряд з двома іншими нобелівцям 1973 року: рафінованими універсітетчікамі Б. Джозефсона і Л. Есакі.
4 Звучне і адекватну назву відкриття / винаходу - половина успіху і майже завжди - пропуск в історію, на Заході це розуміють краще за нас. Назва кристадин, що прославило винахідника, за Лосєва і його оточення придумали німці. Див .: Lossev, О. Der Krystadin // Zeitschrift f. Fernmeldetechnik. 1925. № 9. S. 132.
5 Йому в ту пору було 22-24 роки, він тільки почав відвідувати лекції в Нижегородському університеті, але так і не довчився до диплома.
6 Під час війни фізтехівської перетворювачі, одягнені на гасову лампу, забезпечували харчуванням радіоприймачі в глухих партизанських землянках. Але зосередившись на одному, переглянули транзистори: через 7 років після їхнього винаходу академік лише побіжно згадує про "твердих підсилювачах" в ряду інших досягнень, а світіння напівпровідників взагалі відсуває на 16-е місце (Іоффе А.Ф. Напівпровідники в сучасній фізиці. Л .: Изд. АН СРСР. 1954).
7 Лосєв залишився в Ленінграді, щоб підготувати до публікації одну з робіт, - на початку війни багато хто не зміг оцінити масштабність надвинувшейся катастрофи. Але незабаром він все розуміє: "Шкодую, що я не евакуювався ... з Ленінграда, зрозуміло, слід було виїхати з самого початку" (з листа В.П. Жузе 17 листопада 1941 р див .: Нижегородські піонери радянської радіотехніки ... С. 194). Його могли вивезти і пізніше, але ніхто з керівників цим не турбувався. Нижегородський дослідник М. А. Новиков виявив письмове звернення Лосєва в дирекцію інституту з проханням про евакуацію і з резолюцією "місць немає".
8 У поданні і термінах обивателя. Людини, що живе наукою, тільки наукою, і досяг двох її вершин, чи можна назвати нещасливим? Детальніше див .: Носов Ю. Р. До історії відкриття О. В. Лосєвим електролюмінесценції напівпровідників // Електронна промисловість. 2004. № 1. С. 69-77.
9 Голодні непритомність траплялися і у "раннього" І. В. Курчатова, такий був час.
10 Див. Наприклад: Колчинский Е. І. "Культурна революція" і становлення радянської науки (1928-1932) // Наука і кризи. СПб .: ІІЕТ РАН, 2003. С. 577-664.
11 Цю ситуацію середини 1930-х рр. образно охарактеризував майбутній академік-ядерник Г. Н. Флеров: "Я залишив напівпровідники, бо зрозумів, що там науки ще немає - кухня! Та при тому без можливості пробувати суп до того, як він зварився" (цит. за: Ігор Васильович Курчатов в спогадах і документах. М .: Видавництво, 2003. С. 339).
12 В США "історія науки ... отримала значну підтримку завдяки холодній війні". Див .: Леслі С. В. Наука і політика в Америці за часів холодної війни // Наука і кризи ... С. 940.
13 Round, HJ A note on carborundum // Electr. World. 1907. Vol. 49. P. 399.
14 Loebner, EE Subhistories of the light emitting diode // ШИЇ Trans. 1976. Vol. ED-23. № 7. P. 675.
15 Носов Ю. Р. З історії напівпровідникових світлодіодів // Праці X Ювілейній річної конференції ІІЕТ. 2004. С. 668-670.
16 З класики: спектральне розкладання сонячного світла неодноразово спостерігалося і до Ньютона; реакцію стрілки компаса на протікання струму по провіднику першим помітив студент на лекції Ерстеда; але в історію науки ці відкриття увійшли під іменами Ньютона і Ерстеда.
17 Почасти і з цієї причини "крістадіна бум" згас протягом декількох років.
18 В 1944-1945 рр. вони забезпечили американської ППО практично стовідсоткове знищення японських літаків-камікадзе. Див. Наприклад: Пролейке В. М. Військові та інформаційні аспекти розвитку вітчизняної електроніки // Праці X Ювілейній річної конференції ... С. 671-673.
19 Подібно до того, як "битву за Британію" (1940) виграли радари, закінчення В'єтнамської війни і Паризький світ (1973) забезпечили тепловізори: до них не зуміли підібрати протидія, аналогічно тому, як це було зроблено стосовно радарів, і американські ВПС почали нести занадто значні втрати. У цій та деяких наступних ремарках чітко видно, як тісно переплітаються в сучасному світі загальна історія з історією електроніки (Носов Ю. Р. США і новітня історія електроніки // США / Канада. 2003. № 9. С. 87-98).
20 Welker, H. Uber neue halbleitende Verbindungen // Zeitschrift Naturforschung. 1952. Bd. 7a. S. 744-749; 1953. Bd. 8a. S. 248-251.
21 Горюнова Н. А., Обухів А. П. Сіре олово - електронний напівпровідник; Блум А. Н., Мокровскій Н. П., Регель А. Р. Вивчення електропровідності напівпровідників і інтерметалічних сполук в твердому і рідкому станах - доповіді на нараді в Києві 14-21 жовтня 1950 см. Інформацію в: ЖТФ. 1951. Т. XXI. Вип. 2. С. 231. Обидві роботи, кандидатська - Горюнова і докторська - Регеля, йшли під патронажем А. Ф. Іоффе, наполегливо шукали зв'язок між структурними і електрофізичними властивостями матеріалів.
22 Н. С. Курнаков (1860-1941) - російський металознавець; В. М. Гольдшмідт (1888-1947) - норвезький геохімік.
23 Свою доповідь він закінчив заклинанням: "Настанови партії, широке використання методу критики і самокритики захистять нас від помилок і грубих помилок" та славослів'ям на адресу "видатного генія людської думки і творчих досягнень". В умовах незліченних кампаній з закручування гайок (див .: Кременцов Н. Л. Радянська наука і холодна війна // Наука і кризи ... С. 830-907) це вже не рятувало - незабаром його відсторонили від директорства, причому здійснили це з дотепним витонченістю: просто забили і опечатали двері з квартири академіка (в лівому крилі інститутського будинку) в сам Фізтех.
24 Автору довелося мигцем бачити Н. А. Горюнова в фізтеху на початку 60-х рр .; враження: поєднання жіночності і стрімкої рішучості. Про життя Н. А. Горюнова см .: Кудесница алмазоподібних напівпровідників / Под ред. А. М. Андрієш. Кишинів, Штиинца, 1987.
25 Горюнова Н. А. Складні алмазоподібні напівпровідники. М .: Сов. Радіо, 1968.
26 Мимоволі напрошуються історичні зіставлення. Ні Д. І. Менделєєв, ні А. С. Попов, ні П. М. Лебедєв не висувались на Нобелівську премію жодним з вітчизняних вчених, хоча можливість комусь і надавалася (Блох А. М. Радянський Союз в інтер'єрі Нобелівських премій . СПб., Гуманістики, 2001).
27. У період повального захоплення кремнієм це був сміливий крок, а з урахуванням того, що від нашої науки тоді вимагали швидкої промислової віддачі, - мужній крок - в Інтерметалл все було туманно і швидкого виходу в практику не очікувалося.
28 Знову напрошується зіставлення: пріоритет О. В. Лосєва у винаході крістадіна обумовлений в значній мірі і тим, що його керівник проф. В. К. Лебединський всіляко підштовхував талановитого юнака до оперативних публікацій у вітчизняній та зарубіжній періодиці. У "ранньої" Горюнової таких публікацій не виявилося.
29 І у Горюнової війна "вкрала" 7 років. Взагалі кажучи, проблема пріоритету несуттєва для розвитку науки (але не для історії науки).
30 З 77 передвоєнних (до 1945 р) Нобелівських премій з фізики та хімії німці брали участь в 27 (35%), що перевищує участь англійців і американців разом узятих (32%).
31 Уолкер М. Наука в післявоєнній Німеччині // Наука і кризи ... С. 908-922.
32 Безсумнівно, цієї гуркотливій реальністю навіяно звернення М. Хайдеггера до філософії техніки (1949); не дивно, що саме тоді, що не пройшов денацифікацію і звільнений з Фрейбургского університету, він прийшов до своєї сумно концепції "постава" (див. наприклад: Нова технократична хвиля на Заході. М., Прогрес, 1986). А адже в останній передвоєнної лекції (1938) він воспарял до філософії "новоєвропейської картини світу" - історичні реалії "обламують" і філософа.
33 Досягнення, більш ніж гідне Нобелівської премії, але так і не увінчане нею.
34 Одне з найбільших відкриттів XX ст., І ми горді тим, що його визнаними авторами є Н. Г. Басов і А. М. Прохоров (Нобелівська премія 1964 р спільно з американцем Ч. Таунсом) - про це багато написано. Відволікаючись від чисто наукових аспектів, зауважимо, що ця премія стала і символічним рукостисканням двох країн, які прагнули тоді згладити недавнє протистояння (Західний Берлін, Куба).
35 Особлива властивість світла, на побутовому рівні близьке до найчистішої однобарвності, принципово для багатьох застосувань. Однак, в чистому природному кольорі намішано безліч напівтонів не завжди помітних оком: "просто людина" виділяє до 100-150 відтінків, художник - до 3000, фізичні прилади - десятки мільйонів.
36 Schawlov, A., Townes, Ch. Infrared and optical masers // Phys. Rev. 1958. Vol. 112, № 6. P. 1940-1949. Стаття визнана "класичної", хоча її практичні рецептури в справа не пішли.
37 іронізувати дарма: від винаходу Меймана пішли твердотільні лазери, що знайшли найширше застосування, крім усього - в високоточну зброю і в гігантських установках термоядерного синтезу.
38 Жорстко, але справедливо. Чим старанніше ми намагаємося з'ясувати, хто був першим, тим більше невизначеним виявляється відповідь; здається, це загальне правило. У 1938-1940 рр. наш співвітчизник В. А. Фабрикант продемонстрував (на межі розрізнення) лазерне посилення в газах, в 1951 році він з колегами подав відповідну заявку, по якій отримав авторське свідоцтво (1959) і диплом на відкриття (1964). (Див. Наприклад: Світлотехніка. 1998. № 1. С. 41-47.) У листопаді 1957 р хтось Г. Гоулд, американець, подав заявку на "лазерне посилення з оптичним накачуванням", через 20 років Патентне відомство США видало йому патент, але на той час все нагороди за лазер вже роздали (Електроніка. М., Мир, 1980. С. 121). Сильне забігання вперед, та ще поза загальним ладу, як правило, обертається особистою драмою і науці, особливо прикладної, мало що дає.
39 На вищому світовому рівні працювали лабораторії Н.Г. Басова та А.М. Прохорова, родоначальників квантової електроніки, і лабораторія напівпровідників Б.М. Вула.
40 Положення основоположною статті (Басов Н.Г., Крохин О.Н., Попов Ю.М. Отримання станів з негативною температурою р-n-переходах вироджених напівпровідників // ЖЕТФ. 1961. Т. 40. № 6. С. тисяча вісімсот сімдесят дев'ять ) через півроку повторив француз М. Бернард в англомовному журналі (цілком коректно, з посиланням на наших), і американські лазерники-практики цитували вже саме Бернарда - ось так і "витікають пріоритети" (один з каналів).
41 Запуск першого радянського супутника (4 жовтня 1957 г.) породив в США комплекс невпевненості в своєму технологічному перевазі. Тоді протягом кількох місяців за допомогою доларових вливань вони переключили мільйон (!) Дослідників на військову тематику, і один з них, Дж. Кілбі, винайшов інтегральну схему - так в 1958 р народилася мікроелектроніка. Але страх, що росіяни можуть піднести сюрприз, залишився надовго.
42 Створений за постановою ЦК КПРС і СМ СРСР № 285-137 від 24.03.1962 р цей НДІ (майбутній "Полюс") був орієнтований на твердотільні лазери, але вже влітку 1962 року в ньому організували відділ напівпровідникових лазерів, ще не з'явилися на світло. Справу вирішили дар передбачення і сміливість директора М.Ф. Стельмаха, одного з видатних лазерники країни, і вперта одержимість В.І. Швейкіна. вже створив в уяві "свій" лазер (авт. свідоцтво 714114 "Напівпровідниковий лазер для інфрачервоного випромінювання", заявл. 25.11.1961).
43 Назвемо і найближчих співробітників Алфьорова того часу: В.М. Андрєєв, д.3. Гарбузов, В.І. Корольков, Е.Л. Кравець, Д.Н. Третьяков.
44 Т.Г. Кміта, І.В. Рижиков, В.І. Рикалін, В.І. Павличенко. Напівпровідниковий джерело наносекундних світлових імпульсів, авт. свид. 161349 (заявл. 31.08.1962).
|