Zhores Alferov: vodilna domača elektronika

Zhores Alferov: vodilna domača elektronika

Alexander Samsonov
"Ekologija in življenje" številka 5, 2010

Marca letos se je akademik Jaures Alfierov Ivanovich, dobitnica Nobelove nagrade in član uredniškega odbora revije Ekologija in življenje, obrnil na 80 let. In aprila je prišla novica, da je bil Zhores Ivanovich imenovan za znanstvenega direktorja inovativnega projekta Skolkovo. Ta pomemben projekt bi moral v bistvu ustvariti preboj v prihodnost, dihati novo življenje v domačo elektroniko, pri virih razvoja, na katerem je stal Ž. I. Alferov.

V prid dejstva, da je mogoč prodor, zgodba pravi: ko so leta 1957 v ZSSR začeli prvi satelit, so se Združene države našle na zunanjem položaju. Vendar pa je ameriška vlada pokazala bojni značaj, dodeljena so bila tehnologija, ki je število raziskovalcev hitro doseglo milijon! Naslednje leto (1958) je eden izmed njih John Kilby izumil integrirano vezje, ki je zamenjalo tiskano vezje v običajnih računalnikih, in se rodila mikroelektronika sodobnih računalnikov. Ta zgodba je bila kasneje imenovana "satelitski učinek".

Žores Ivanovič je zelo pozoren na izobraževanje bodočih raziskovalcev, ni pa ničesar, ker je ustanovil REC, izobraževalni center, kjer se izvaja šolanje iz šole.Čestitamo Zhoresu Ivanoviču ob njegovi obletnici, poglejmo v preteklost in prihodnost elektronike, kjer se mora učinek satelita večkrat manifestirati. Upamo, da bo v prihodnosti naše države, kot je nekoč bilo v Združenih državah, nakopičena "kritična masa" usposobljenih raziskovalcev – za pojav satelitskega učinka.

"Tehnična" svetloba

Prvi korak pri ustvarjanju mikroelektronike je bil tranzistor. Pionirji tranzistorske dobe so bili William Shockley, John Bardeen in Walter Brattein, ki so leta 1947Bell laboratoriji"prvič je bil ustvarjen aktivni bipolarni tranzistor. Druga komponenta polprevodniške elektronike je bila naprava za neposredno pretvorbo električne energije v svetlobo – to je polprevodniški optoelektronski pretvornik, katerega stvar je bil neposredno povezan s J.I. Alferovim.

Naloga neposredne pretvorbe električne energije v "tehnično" svetlobno koherentno kvantno sevanje je nastala kot smer kvantne elektronike, rojene leta 1953-1955. Pravzaprav so znanstveniki postavili in rešili problem pridobivanja popolne nove vrste svetlobe, ki prej ni bila v naravi. To ni svetloba, ki teče v neprekinjenem toku, ko tok prehaja skozi volframovo žarilno nitko ali prihaja čez dan od Sonca in je sestavljen iz naključne mešanice valov različnih dolžin, ki se ne ujemajo v fazi.Z drugimi besedami, nastala je strogo "merjena" svetloba, dobljena kot niz določenega števila kvantov z določeno valovno dolžino in strogo "zgrajena" – koherentna, torej naročena, kar pomeni simultano (sinfazno) oddajanje kvantov.

Ameriško prednost na tranzistorju je določil ogromno breme druge svetovne vojne, ki je naletela na našo državo. V tej vojni so ubili starejšega brata Zhoresa Ivanoviča, Marksa Ivanoviča.

Marx Alfyorov je 21. junija 1941 diplomiral iz šole v Syasstroyu. V Uralski industrijski inštitut je vstopil na Fakulteto za energetiko, vendar je študiral le nekaj tednov, nato pa se je odločil, da je njegova dolžnost varovati matično državo. Stalingrad, Kharkov, Kursk Bulge, huda rana na glavi. Oktobra 1943 je preživel tri dni s svojo družino v Sverdlovsku, ko se je po bolnišnici vrnil spredaj.

Trije dnevi, preživeti s svojim bratom, njegovimi sprednjimi zgodbami in strastno mladostno vero v moč znanosti in inženiringa, se je 13-letni Jores spomnil na vse življenje. Guards Junior Poročnik Marks Ivanovich Alferov je umrl v boju v "drugi Stalingrad" – tako imenovani operaciji Korsun-Shevchenko.

Leta 1956 je Zhores Alferov prišel v Ukrajino, da bi našel grob svojega brata.V Kijevu na ulici je nepričakovano srečal kolega B. P. Zakharchenya, ki je kasneje postal eden izmed njegovih najbližjih prijateljev. Dogovorili smo se, da gremo skupaj. Kupili smo vstopnice za parnik in naslednji dan smo se spustili po Dniperju v Kanev v dvojni kabini. Najdeno je bila vas Khilki, v bližini katere so sovjetski vojaki, vključno z Marxom Alfërovim, odrazili žestok poskus izbranih nemških divizij, da bi prišli iz kotela Korsun-Shevchenko. Našli so masovno grobnico z belo mavčastim vojakom na podstavku, ki se je dvignila nad divje travo, v katero so se raztegnile preprosto cvetje, ki so običajno posajene v ruske grobove: ognjiči, mačke, pozabljene mesnice.

Do leta 1956 je Zhores Alferov že delal na Leningradskem inštitutu za fiziko in tehnologijo, kjer je sanjal o študiju. Glavno vlogo v tem je igrala knjiga "Temeljne predstavitve sodobne fizike", ki jo je napisal Abram Fedorovič Ioffe, patriarh ruske fizike, iz katere šole so skoraj vsi fiziki, ki so kasneje predstavljali ponos ruske fizične šole: P. L. Kapitsa, L. D. Landau in V. Kurchatov, A. P. Aleksandrov, B. B. Khariton in mnogi drugi.Žores Ivanovič je veliko napisal, da je njegovo srečno življenje v znanosti predhodno določil njegova distribucija v Fiztechu, kasneje poimenovana Ioffe.

Sistematične študije polprevodnikov na Fizikalno-tehniškem institutu so se začele v tridesetih letih prejšnjega stoletja. Leta 1932 sta V. P. Zhoze in B. V. Kurchatov raziskala notranjo in nečisto vodljivost polprevodnikov. V istem letu sta A. F. Ioffe in I. I. Frenkel ustvarila teorijo trenutne rektifikacije pri kontaktu s kovinskim polprevodnikom, ki temelji na pojavu tuneliranja. Leta 1931 in 1936 je Y. I. Frenkel objavil svoja znamenita dela, v katerih je napovedal obstoj eksitonov v polprevodnikih, uvaja ta izraz in razvija teorijo eksitonov. Teorijo rektifikacije pn-križanja, ki je bila osnova pn-stičišča V. Shokli, ki je ustvarila prvi tranzistor, je leta 1939 izdal B.I. Davydov, zaposlen v Fiztekh. Nina Goryunova, podiplomski študent Ioffe, se je leta 1950 branila. disertacija na intermetalnih spojinah, odprla polprevodniške lastnosti spojin tretje in pete skupine periodičnega sistema (v nadaljevanju A3V5). Bila je tista, ki je ustvarila temelj, na katerem se je začelo raziskovanje heterostruktur teh elementov.(Na zahodu, oče polprevodnikov A3V5 G. Welker.)

Sam Alferov ni uspel pod vodstvom Ioffeja – decembra 1950, med kampanjo "proti kozmopolitizmu", je bil Ioffe odstranjen s svojega položaja kot direktor in odstranjen iz Akademskega sveta Inštituta. Leta 1952 je vodil polprevodniški laboratorij, na podlagi katerega je bil leta 1954 organiziran Inštitut za polprevodnike Akademije znanosti Akademije znanosti SSSR.

Alferov je vložil vlogo za izum polprevodniškega laserja skupaj z teoretikom RI Kazarinovom na višini iskanja polprevodniškega laserja. Ta iskanja so se začela leta 1961, ko so N. G. Basov, O. N. Krokhin in Yu. M. Popov oblikovali teoretične predpogoje za njegovo ustvarjanje. Julija 1962 so se Američani odločili za polprevodnik za proizvodnjo – to je bil arzijski gallij, septembra pa je bil laser dosežen v treh laboratorijih, prva je bila skupina Roberta Halla (24. september 1962). In pet mesecev po objavi dvorane je bila vložena prijava za izum Alferov in Kazarinov, od koder se odštevanje ukvarja s študijami heterostrukturne mikroelektronike pri Fiztekh.

Fizikotehniški inštitut, Skupina Alferov, 1970 (od leve proti desni): Dmitrij Garbuzov, Vâčeslav Andreev, Vladimir Korolkov, Dmitrij Tretjakov in Žores Alferov. Slika: "Ekologija in življenje"

Alferovova skupina (Dmitrij Tretjakov, Dmitrij Garbuzov, Efim Portnoy, Vladimir Korolkov in Vâčeslav Andreev) se je borila za iskanje materiala, primernega za uresničitev več let, poskuša samostojno, toda skoraj primeren je našel primeren kompleksen trikomponentni polprevodnik: v sosednjem laboratoriju N. A. Goryunova . Vendar pa je bila "nesogljična" možnost – iskanje obetavnih polprevodniških spojin Nina Aleksandrovna Goryunova vodila smerno in v monografiji, ki se je pojavila leta 1968, je oblikovala idejo o "periodičnem sistemu polprevodniških spojin". Polprevodniška spojina, ustvarjena v laboratoriju, je imela potrebno stabilnost za proizvodnjo, ki je določala uspeh "podjetja". Heterolaser, ki temelji na tem materialu, je bil ustvarjen predvečer 1969, prednostni datum na ravni zaznavanja laserskega učinka pa je 13. september 1967.

Prvi članek o možnosti uporabe polprevodnikov za izdelavo laserskega je leta 1959 objavil N. G. Basov, B. M. Vul in Yu M. M. Popov.Uporaba pn-križanj za te namene je leta 1961 predlagala N. G. Basov, O. N. Krokhin in Yu M. M. Popov. GaAs kristalni polprevodniški laserji so bili prvič uvedeni leta 1962 v laboratorijih R. Hall, M. I. Neyten in N. Holonyak (ZDA). Pred njima je bila raziskava sevalnih lastnosti pn križanj, ki so pokazale, da se z velikim tokom pojavijo znaki stimulirane emisije (D. N. Nasledov, S. M. Rybkin s sodelavci, ZSSR, 1962). V ZSSR so temeljne raziskave za izdelavo polprevodniških laserjev leta 1964 prejele nagrado Lenina (B. M. Vul, O. N. Krokhin, D. N. Nasledov, A. A. Rogačev, S. M. Rybkin, Yu. M. Popov, A. P. Shotov, B. V. Tsarenkov). Polprevodniški laser z elektronskim vzbujanjem je leta 1964 prvič izvedel N. G. Basov, O. V. Bogdankevič, A. G. Devyatkov. Istega leta so N. G. Basov, A. Z. Grasyuk in V. A. Katulin poročali o ustvarjanju optično črpalnega polprevodniškega laserja. Leta 1963 je J.I. Alferov predlagal uporabo heterostruktur za polprevodniške laserje. Ustanovili so jih leta 1968 J.I. Alferov, V.M. Andreev, D.Z. Garbuzov, V.I. Korolkov, D.N. Tretyakov, V.I. Šveikin, ki so leta 1972 prejeli nagrado Lenina za študije heterojunkcij in razvoj naprav, ki temeljijo na njih.

Novi materiali

V ozadju laserske dirke, ki se je razvila od začetka 60-ih let, so se LED-ji skoraj neopazno pojavili, kar je prav tako ustvarilo svetlobo danega spektra, ne pa tudi strogo lasersko skladnost. Kot rezultat, današnja mikroelektronika vključuje takšne osnovne funkcionalne naprave, kot so tranzistorji in njihovi konglomerati – integrirana vezja (na tisoče tranzistorjev) in mikroprocesorji (od desetine tisoč do deset milijonov tranzistorjev), medtem ko je v resnici ločena veja mikroelektronike – optoelektronika – sestavljena iz naprav, zgrajenih na podlagi heterostrukture za ustvarjanje "tehničnih" svetlobnih – polprevodniških laserjev in LED. Uporaba polprevodniških laserjev je povezana z najnovejšo zgodovino digitalnega snemanja, od običajnih zgoščenk do današnje znane tehnologije. Modri ​​žarek na galijevem nitridu (GaN).

LED ali svetleča dioda (LED, LED, LED – Svetleča dioda), – polprevodniška naprava, ki oddaja nekoherentno svetlobo, ko se skozi ta električni tok prenese. Emitirana svetloba leži v ozkem obsegu spektra, njegove barve pa so odvisne od kemične sestave uporabljenega polprevodnika.

na levi strani) in neposredno (na desni) polprevodniki. Slika: "Ekologija in življenje" "border = 0> Neposreden zamrznitev (na levi strani) in neposredno (na desni) polprevodniki. Slika: "Ekologija in življenje"

Verjamemo, da je bila prva LED, ki oddaja svetlobo v vidnem spektru, izdelana leta 1962 na univerzi v Illinoisu v skupini, ki jo je vodil Nick Holonyak. Diodi iz polprevodnikov posredne reže (na primer silicija, germanija ali silicijev karbid) skoraj ne oddajajo svetlobe. Zato so bili uporabljeni materiali kot so GaAs, InP, InAs, InSb, ki so polprevodniki z direktno vrzeli. Hkrati je veliko polprevodniških materialov tipa A3VE med seboj oblikujejo neprekinjeno vrsto trdnih rešitev – trikotne in bolj kompleksne (AIxGa1-xN in InxGa1-xN, GaAsxP1-xGaxV1-xP, GaxV1-xKotyP1-y itd.), na podlagi katerega je nastala smer heterostrukturne mikroelektronike.

Najbolj znana uporaba LED-je danes zamenjava žarnic in prikazov mobilnih telefonov in navigatorjev.

3V5 in a2(4)V6 in magnetnih materialov (v oklepajih). Povezovalni materiali: rdeča za spojine A3V5in modra za ostalo pa označujejo kvantne heterostrukture, ki so že bili raziskani.Slika: "Ekologija in življenje" "border = 0> Polprevodniki skupine IV, spojine A3V5 in a2(4)V6 in magnetnih materialov (v oklepajih). Povezovalni materiali: rdeča za spojine A3V5inmodra za ostalo pa označujejo kvantne heterostrukture, ki so že bili raziskani. Slika: "Ekologija in življenje"

Splošna ideja nadaljnjega razvoja "tehnične svetlobe" – ustvarjanje novih materialov za LED in lasersko tehnologijo. Ta naloga je neločljivo povezana s problemom pridobivanja materialov s specifičnimi zahtevami za elektronsko strukturo polprevodnika. In glavna od teh zahtev je struktura prepovedane cone polprevodniške matrike, ki se uporablja za reševanje določenega problema. Aktivno izvedene raziskovalne kombinacije materialov, ki vam omogočajo, da dosežete določene zahteve glede oblike in velikosti prepovedane cone.*

Lahko dobite idejo o vsestranskosti tega dela, tako da si ogledate grafikon, s katerim lahko ocenite raznolikost "osnovnih" dvojnih spojin in možnosti njihove kombinacije v sestavljenih heterostrukturah.

Vzemi tisoče sonca!

Zgodovina tehnične svetlobe bi bila nepopolna, če skupaj z oddajniki svetlobe ni bilo razvoja njegovih sprejemnikov. Če se je delo Alferovove skupine začelo z materialnimi iskanji oddajnikov, je danes eden od članov te skupine, Alferov najbližji sodelavec in njegov dolgoletni prijatelj, profesor V.M. Andreev, tesno vključen v delo, povezano z obratnim preobrazbo svetlobe, in natančno transformacijo, ki se uporablja v sončne celice. Ideologija heterostruktur kot kompleks materialov z določeno širino prepovedane cone je našla tudi aktivno aplikacijo. Dejstvo je, da sončna svetloba sestavlja veliko število svetlobnih valov različnih frekvenc, kar je ravno problem njegove popolne uporabe, saj ni materiala, ki bi lahko enako pretvoril svetlobo različnih frekvenc v električno energijo. Izkazalo se je, da kakršna koli silicija sončna celica ne spremeni celotnega spektra sončnega sevanja, temveč le njegov del. Kaj storiti Recept je preprosto preprost: narediti plastni pogaček različnih materialov, od katerih vsak sloj reagira na lastno frekvenco, hkrati pa omogoča vse druge frekvence brez znatne oslabelosti.

To je draga struktura, saj mora vsebovati ne samo prehodi različnih prevodnosti, na katere pade svetloba, temveč tudi številne pomožne plasti, na primer, da se posledično emf odstrani za nadaljnjo uporabo. Dejansko je "sendvič" sestav več elektronskih naprav. Njegovo uporabo utemeljuje večja učinkovitost "sendvičev", ki se učinkovito uporablja skupaj s sončnim koncentratorjem (leča ali zrcalo). Če vam "sendvič" poveča učinkovitost v primerjavi s silikonskim elementom, na primer dvakrat, od 17 do 34%, potem lahko zaradi pestrosti, ki poveča gostoto sončnega sevanja za 500 krat (500 soncev), dobi dobiček 2 × 500 = 1000 krat! To je dobiček na področju samega elementa, to je, da mora biti material 1000 krat manjši. Sodobni koncentratorji sončnega sevanja merijo gostoto sevanja v tisočih in desetine tisočih "sončkov", osredotočenih na en element.

Večplastna struktura fotocelice koncentratorja za pretvorbo sončne energije z visoko učinkovitostjo. Slika: "Ekologija in življenje"

Drug možen način je pridobiti material, ki lahko deluje vsaj na dveh frekvencah, natančneje v širšem obsegu sončnega spektra.V zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja je bila prikazana možnost "multizone" foto efekt. To je posebna situacija, v kateri prisotnost nečistoč ustvarja pasove v pasovni vrsti polprevodnika, ki elektronom in luknjam omogoča, da "skočijo čez brezno" v dveh ali treh skokih. Posledično lahko dobite fotoelektrični učinek za fotone s frekvenco 0,7, 1,8 ali 2,6 eV, kar seveda močno širi absorpcijski spekter in poveča učinkovitost. Če znanstveniki zagotovijo generacijo brez znatne rekombinacije nosilcev na istih nečistočnih pasovih, lahko učinkovitost takih elementov doseže 57%.

Od začetka devetdesetih let so v tej smeri potekale aktivne raziskave pod vodstvom V. M. Andreev in J. I. Alferov.

Obstaja še ena zanimiva usmeritev: tok sončne svetlobe se najprej razcepi v tokove različnih frekvenčnih območij, od katerih se nato usmeri v "svoje" celice. Takšno smer se lahko šteje tudi obetavno, saj v tem primeru izgine serijska povezava, ki je neizogibna v sendvičnih strukturah zgoraj opisane vrste, kar omejuje tok elementa na najbolj "šibek" del spektra.

Bistvenega pomena je ocena razmerja sončne in atomske energije, ki jo je J. I. Alferov izrazil na nedavni konferenci: "Če bi se za razvoj alternativnih virov energije porabili samo 15% sredstev, porabljenih za razvoj jedrske energije, potem so NEK za proizvodnjo električne energije v ZSSR sploh ne bi bilo potrebno! "

Prihodnost heterostruktur in novih tehnologij

Druga ocena je zanimiva, ki odraža stališče Žoresa Ivanoviča: v 21. stoletju bodo heterostrukture pustile le 1% za uporabo monstruktur, to pomeni, da bo vsa elektronika izginila od takšnih "preprostih" snovi kot silicija s čistostjo 99,99,999,999%. Številke so čistost silicija, izmerjena v devetih po decimalni veji, vendar je ta čistost že 40 let in nihče ni presenečen. Alferov verjame, da je prihodnost elektronike kombinacija elementov A3B5, njihove trdne raztopine in epitaksialne plasti različnih kombinacij teh elementov. Seveda ni mogoče trditi, da preprosti polprevodniki, kot je silicij, ne najdejo široke uporabe, vendar še vedno kompleksne strukture omogočajo veliko prožnejši odziv na sodobne potrebe. Tudi danes heterostrukture rešujejo problem visoke gostote informacij za optične komunikacijske sisteme. Gre za OEIC (optoelektronsko integrirano vezje) – optoelektronsko integrirano vezje. Osnova kateregakoli optoelektronskega integriranega vezja (optični sklopniki, optični sklopniki) je sestavljena iz infrardeče oddajne diode in optično poravnanega detektorja sevanja, kar daje formalno vezje širok obseg za široko uporabo teh naprav kot oddajnikov informacij.

Poleg tega se še naprej izboljšuje in razvija ključni instrument sodobne optoelektronike, laserja DHS (DHS – dvojna heterostruktura). Končno, danes so visoko zmogljive visoke hitrosti LED na heterostrukture, ki zagotavljajo podporo za visokohitrostno tehnologijo prenosa podatkov HSPD (Paketna podatkovna storitev visoke hitrosti).

Toda najpomembnejša stvar pri sklepanju Alferov ni ta različna uporaba, ampak splošna usmeritev razvoja tehnike 21. stoletja – izdelava materialov in integriranih vezij na podlagi materialov, ki imajo natančno določene lastnosti, namenjene številnim korakom naprej. Te lastnosti so določene s konstrukcijskim delom, ki se izvaja na nivoju atomske strukture materiala, ki ga določi obnašanje nosilcev polnjenja v določenem navadnem prostoru, ki je notranjost kristalne rešetke materiala.V bistvu je to delo regulacija števila elektronov in njihovih kvantnih prehodov – jevlerjevega dela na ravni oblikovanja konične rešetke več angstrov (angstromov – 10-10 m, 1 nanometer = 10 angstromov). Toda danes razvoj znanosti in tehnologije ni več globoko v materijo, kot je bilo predstavljeno v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Danes je to v glavnem gibanje v nasprotni smeri, na področju nanosnega kamna – na primer, ustvarjanje nanooblastov s lastnostmi kvantnih pik ali kvantnih žic, kjer so kvantne pike linearno povezane.

Seveda so nanoobjekti le ena od faz, ki jih pri razvoju razvijajo znanost in tehnologija, in tam se ne ustavijo. Povedati je treba, da razvoj znanosti in tehnologije še zdaleč ni preprost, in če se danes interesi raziskovalcev preusmerijo k povečanju velikosti – v nanooblast, se jutrišnje odločitve tekmujejo na različnih ravneh.

Na primer, omejitve na silicijevih čipih, ki nastanejo na silikonskih čipih, je mogoče rešiti na dva načina. Prva pot je polprevodniška sprememba. Za to je predlagana različica proizvodnje hibridnih čipov, ki temelji na uporabi dveh polprevodniških materialov z različnimi značilnostmi.Uporaba galijevega nitrida skupaj s silikonskim rezinjem imenujemo najbolj obetavna možnost. Na eni strani ima galijev nitrid edinstvene elektronske lastnosti, ki vam omogočajo ustvarjanje hitrih integriranih vezij, na drugi strani pa uporaba silicija kot osnove omogoča, da je ta tehnologija združljiva s sodobno proizvodno opremo. Vendar pa pristop nanomaterialov vsebuje še bolj inovativno idejo o elektroniki ene elektronike – ene elektronike.

Dejstvo je, da nadaljnja miniaturizacija elektronike – namestitev tisočih tranzistorjev na en sam mikroprocesorski substrat – omejuje presečišče električnih polj, ko elektroni tečejo v bližnjih tranzistorjih. Zamisel je, da uporabimo en elektron, namesto elektronskih tokov, ki se lahko premikajo v "individualni" časovni premici in zato ne ustvarjajo "čakalnih vrst", s čimer se zmanjša intenzivnost motenj.

Če pogledate tok, tok elektronov ni potreben na splošno – lahko pošljete poljuben majhen signal za prenos nadzora, težava je, da jo samozavestno izolirate (odkrijete).Izkazalo se je, da je detekcija enega samega elektronika tehnično zelo izvedljiva – za to je uporabljen učinek predora, ki je za vsakega posameznika individualen dogodek, za razliko od običajne "skupne mase" elektronskega gibanja – tok v polprevodniku je kolektivni proces. Z vidika elektronike je tunelski spoj prenos s pomočjo kondenzatorja, tako da je v tranzistorju na polju, kjer je kondenzator na vhodu, en sam elektron lahko »ujame« frekvenca oscilacije ojačenega signala. Vendar pa je bil ta signal mogoče izolirati v običajnih napravah samo pri kriogenih temperaturah – povišanje temperature je uničilo pogoje za detekcijo signala. Toda izumorska temperatura učinka se je izkazala za obratno sorazmerna z kontaktnim območjem, leta 2001 pa je bil narejen prvi enojni elektronski tranzistor na nanocevku, v katerem je bil kontaktni prostor tako majhen, da nam je omogočal delo pri sobni temperaturi!

V zvezi s tem enojna elektronika ponovi pot raziskovalcev polprevodniških heterolaserjev – skupina Alferov se je borila le za iskanje materiala, ki bi lahko povzročil izlitje pri sobni temperaturi in ne na temperaturi tekočega dušika.Toda superprevodniki, s katerimi so največji upori povezani s prenosom velikih elektronskih tokov (močnostnih tokov), še niso mogli "izvleči" iz območja kriogenih temperatur. To ne le znatno upočasnjuje možnosti zmanjševanja izgub pri prenosu energije na dolge razdalje – dobro je znano, da preusmeritev energetskih tokov prek Rusije v teku dneva povzroča 30% izgub za "ogrevalne žice" – pomanjkanje "prostorskih" superprevodnikov omejuje razvoj skladiščenja energije v superprevodnih obročkih, kjer lahko gibanje toka traja skoraj za vedno. Nerazredljiv, medtem ko je ideal oblikovanja takih obročev navadnih atomov, kjer je gibanje elektronov okoli jedra včasih stabilno pri najvišjih temperaturah in lahko traja nedoločen čas.

Nadaljnje možnosti za razvoj znanosti o materialih so zelo raznolike. Poleg tega se je z razvojem znanosti o materialih pojavila resnična možnost neposredne uporabe sončne energije, ki obljublja ogromne možnosti za obnovljivo energijo. Včasih so to delovna področja, ki določajo prihodnost obraza družbe (v Tatarstanu in Čuvajiji, že načrtujejo "zeleno revolucijo" in resno razvijajo ustvarjanje bioekonomskih mest).Morda je prihodnost te smeri korak od razvoja tehnike materialov do razumevanja načel delovanja same narave, da se usmerimo v uporabo nadzorovane fotosinteze, ki se lahko razširja v človeški družbi tako široko kot v divjini. Že govorimo o enoti celice živi naravi – celici, in to je naslednja, višja stopnja razvoja po elektroniki, s svojo ideologijo ustvarjanja naprav za izvajanje katerekoli funkcije – tranzistor s trenutnim krmiljenjem, LED ali laser za nadzor svetlobe. Ideologija celice je ideologija operaterjev kot osnovnih naprav, ki izvajajo določen cikel. Celica ne služi kot izolirani element za izvajanje katerekoli funkcije na račun zunanje energije, temveč kot celotno tovarno za obdelavo razpoložljive zunanje energije v delo vzdrževanja ciklov številnih različnih procesov pod enim okencem. Delo celice za ohranjanje lastne homeostaze in kopičenje energije v obliki ATP v njem je vznemirljiv problem sodobne znanosti. Do sedaj lahko biotehnologi sanjajo samo o ustvarjanju umetne naprave s celičnimi lastnostmi, primernimi za uporabo v mikroelektroniki.In ko se to zgodi, se bo nedvomno začela nova era mikroelektronike – obdobje približevanja načelom dela živih organizmov, dolgoletnega sanja o znanstveni fantastiki in dolgoletni znanosti o bioniki, ki še vedno ni izven ziblje biofizike.

Upamo, da bo ustanovitev znanstveno-inovacijskega centra v Skolkovu uspelo uresničiti nekaj podobnega »satelitskemu učinku« – odpreti nova prodorna območja, ustvarjati nove materiale in elektronske tehnologije.

Želimo uspeha Zhores Alfierov kot supervizorja tega novega znanstvenega in tehnološkega aglomerata. Upam, da bo njegova energija in vztrajnost ključ za uspeh tega podjetja.

Vso življenje – znanost

Znanstveniki o Alferovih

Alan Heeger, Nobelova nagrada za kemijo (ZDA): Nobelov nagrajenec ni samo častni naziv, ampak določen status, s katerim oseba dobi priložnost, da se sliši. Njegovo mnenje zaupa tako najvišjim krogom kot navadnim državljanom. Naloga znanstvenika je, da izobražuje prebivalstvo in ne vodi izključno v osvobodilno življenje. Žores Alferov to počne v vaši državi. In to je njegova velika zasluga.

Zemeljski viri se iztekajo.Za Rusijo to še vedno ni tako očitno kot za druge države, ki so že imele krizo. In potrebujemo alternativne vire energije. Večina navadnih ljudi zaznava te besede kot nekaj grozljivih zgodb znanstvenikov. Če jih poslušajo, mislijo, da problem ne bo vplival na njih, ampak bo presegel planet v mnogih generacijah. Da bi izrazili idejo, da to ni tako, lahko to storijo samo znanstveniki. Jeseni me je Zhores Ivanovich povabil v Petersburg. To je že četrto srečanje nobelovskih nagrajencev, kar je zasluga Jaures Alferov. V svoji deželi opravlja ogromno nalogo ohranjanja in spodbujanja znanosti.

Ivan Iogolevič, učitelj fizike iz Čeljabinsk, namestnik zakonodajnega zbora v Chelyabinsk: Žores Ivanovič dela na ustvarjanju polprevodniških heterostruktur in hitrih opto- in mikroelektronskih komponent. Vse to, kar imamo danes na področju računalniške tehnologije, je v veliki meri odvisno od tega odkritja. Uporablja se v računalništvu in na mnoge načine določa razvoj sodobne računalniške tehnologije. Kljub dejstvu, da je bil to že davno izveden, so v začetku sedemdesetih let prejeli Nobelovo nagrado za to šele leta 2000, očitno zato, ker je družba šele zdaj spoznala njen pomen.

Zhores Ivanovich je ustanovitelj fundacije, ki podpira fizikalne in matematične šole v Sankt Peterburgu. Ta položaj je zelo privlačen za mene, ker znanstvenik razmišlja o mladih, ki bodo v prihodnosti prišli v znanost.

Vsaka država je ponosna na svoje nagrajence. Državna varnost je določena tudi z realiziranim intelektualnim potencialom.


* Prepovedana cona je obseg energijskih vrednosti, ki jih elektron ne more imeti v idealnem (brez napak) kristalov. Karakteristične vrednosti pasovne vrzeli v polprevodnikih so 0,1-4 eV. Nečistoče lahko ustvarijo pasove v prepovedani coni – obstaja večzona.


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: