Добро пожаловать!
Www.istmira.Ru
 
Первобытное общество
Древний мир
Средние века
Новое время
Новейшее время
Первая мировая война
Вторая мировая война
История России
История Беларуси
Различные темы



Контакты

 

логин *:
пароль *:
     Регистрация нового пользователя

ЗНАНИЕ-СИЛА 10/2000


групп, например, в арсенидс еэллия, GaAs. В этих полупроводниках при рекомбинации возбужденных электронно-дырочных пар энергия возбуждения передается в основном квантам света — происходит излучательная рекомбинация. Поэтому развитие физики и технологии гетеропереходов оказалось наиболее важным для приборов оптоэлектроники — для свето-диодов, полупроводниковых лазеров и фотоприемников.

Первые патенты на гетеропереходы был получены тем же В. Шо-кли, а затем Г. Кремером, которые исследовали эту ситуацию в пятидесятые годы теоретически. В начале шестидестых годов в Физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе (ФТИ) была выпущена монография Н.Н. Губанова по теории гетеропереходов. Тогда многие полагали, что физика гетеропереходов останется на уровне идей, что реализовать работающие гетеропереходы не удастся, потому что на границе двух полупроводников с разным составом будет сильно искажаться решетка, будут накапливаться примеси и не будет осуществляться одностороннее проникновение носителей тока через переход.

Тем не менее Ж.И. Алферов начал исследования гетеропереходов на основе соединений элементов III и V групп. Первые попытки оказались неудачными. Тогда были поставлены исследования гетеропереходов системы GaAs-GaAlAs. В этой системе на границе намного меньше искажения ионной решетки, от правильности которой зависит эффективность работы приборов. Была разработана технология выращивания из жидкой фазы, и удалось вырастить идеальные гетеропереходы этой системы. Из них оказалось возможным сделать и полупроводниковые лазеры, и светодиоды. Эти исследования были выполнены на два-три года раньше соответствующих американских и европейских работ (японские исследователи тогда еще не лидировали в научно-технической гонке).

На основе работ группы Ж. И. Алферова были сделаны полупроводниковые лазеры, работающие при комнатной температуре в режиме постоянного тока, сначала инфракрасные, потом красные. Это определило широту их применения. Важный результат научных исследований: было показано, что рекомбинация в этих структурах идет в основном как излучательная. Отсюда следовало, что на их основе могут быть созданы эффективные светодиоды и лазеры.

В начале семидесятых годов ФТИ, в котором работал Ж.И. Алферов, направил его на стажировку в США, в Иллинойский университет, в лабораторию профессора Ника Холоньяка. Он происходил из семьи, эмигрировавшей в Америку с Украины в двадцатых годах, читал научную литературу по-русски и знал работы Алферова. В это время ученые из фирмы «Белл» также сделали гетеропереходы на основе арсенида галлия, и их работы были представлены на золотую медаль Американского физического общества. Заявка попала на отзыв Н. Холоньяку, который написал, что все это очень хорошо, но такие переходы сделал на два-три года раньше Алферов. И медаль была присуждена Ж.И. Алферову. Это признание, по-видимому, оказалось потом очень важным для доказательства его приоритета в Нобелевском комитете.

Другое важное применение гетеропереходов — фотопреобразователи. Если мы хотим создать фотоприемник, прибор, преобразующий излучение в электрический сигнал, то важно, чтобы квант света был поглощен вблизи перехода. В обычном р-п-переходе свет частично поглощается в материале полупроводника. Но если р-п-пе-реход сделать в гетеропереходе, то есть р-область окажется в одном полупроводнике, а п-область — в другом, то можно пропускать свет через полупроводник, прозрачный для этой длины волны (широкозонный), а поглощать его на границе с вторым, непрозрачным (узкозонным). На этом пути были сделаны солнечные элементы с КПД более 25 процентов.

Жорес Иванович Алферов замечателен не только своей физической интуицией и умением довести экспериментальный результат до приборного применения, но и организаторскими способностями, умением собрать группу талантливых молодых людей — теоретиков, экспериментаторов и технологов, которые были увлечены наукой и дружно работают. Его сотрудники — Д.З. Гарбузов, В.М. Андреев, В.И. Корольков, И.Третьяков, В.Б. Халфин, ЕЛ. Портной — получали и Ленинские, и Государственные премии, стали докторами наук и основателями новых, своих направлений.

Важна и та научная школа, из которой произошел сам Алферов. Это — школа ФТИ, созданная Абрамом Федоровичем Иоффе, который сам был учеником К. Рентгена. К. Рентген был первым нобелевским лауреатом по физике в 1901 году; он получил премию за открытие рентгеновских (Х~) лучей, но сам говорил, что его работы по физике кристаллов не менее важны. А.Ф. Иоффе был учеником Рентгена именно в области физики кристаллов. Школа ФТИ известна умением связать науку и ее применения. Это была школа «с высоким квантовым выходом», из нее вышли, например, И В. Курчатов и Н.Н. Семенов. В семидесятые годы оказалось, что гетеропереходы можно создавать на основе четверных твердых растворов. Это было результатом развития исследований, выполненных Ж.И. Алферовым совместно с сотрудниками Физического института имени П.Н. Лебедева АН и ГИ-РЕДМЕТа. В этом случае можно одновременно подгонять расстояния между атомами в решетке, чтобы переход был идеальным, и изменять ширину запрещенной зоны так, как это нужно для практических применений.

Вернемся к Нобелевской премии. Почему в ней соединены Ж.И. Алферов и Г. Кремер, понятно. Теоретические исследования второго послужили толчком для развития работ в этой области. Что касается Дж. Килби, тут логика иная. Он предложил делать электронные схемы не из отдельных полупроводниковых приборов — диодов и транзисторов, а создавать их на одной пластине, чипе, предложил методику и технологию создания микросхем. То есть выдвинул и осуществил идею, которая сейчас лежит в основе всей полупроводниковой схемотехники.

Применение гетеропереходов привело к прорывам и в микроэлектронике — на их основе разработаны мощные высокочастотные транзисторы, генераторы, усилители. На них, по существу, держится вся техника высокочастотной радио- и телефонной связи. Оптоэлектроника, в свою очередь, обеспечивает волоконно-оптическую связь. Полупроводниковые лазеры записывают и считывают информацию на компакт-дисках с увеличенной емкостью, у которых плотность хранения информации растет квадратично при уменьшении длины волны лазера.

Работы Алферова — это вершина пирамиды, составленной из большого числа работ и направлений. И есть нечто общее, что объединяет все эти идеи в одно направление — это продвижение человека в создании новых материалов и реализации на их основе все более «тонко и точно» построенных приборов. Работы в этой области — блестящий пример реализации цепочки «наука — технология — техника — внедрение в быт». На этом направлении доходы на много порядков превышают доходы от торговли. Но для успешной деятельности по построению таких цепочек надо много работать и иметь высокий уровень культуры. И не случайно ряд Нобелевских премий присужден по физике полупроводников. Физика полупроводников — это яркий пример того, как знание фундаментальных принципов квантовой теории твердого тела, ясное понимание физических явлений и совершенная технология дают человечеству такую силу, которая изменяет условия жизни людей и общественное сознание.

yi «Знание — сила». ^ Декабрь 2000

Мы вымираем, как мамонты * Здоровья не купишь, без здоровья не родишь * Богатые путешествуют, бедные рожают * Стрессовы дети * Крапленые карты и сказки для детей очень старшего возраста

Альберт Баранов

Депопуляция

В начале восьмидесятых годов со страниц нашего журнала ныне академик Анатолий Вишневский объявил о происходящей в Европе и затронувшей Россию демографической революции: один режим воспроизводства — высокая смертность и высокая рождаемость — сменяется другим — низкая смертность

и низкая рождаемость. Это был как бы ответ природы и социокультурной среды на успехи медицины, санитарии и повышение уровня жизни в развитых странах.

Б конце концов рождаемость и смертность должны были придти в некоторое равновесие, образовав долгое плато. К этому времени ясно объявила о себе закономерность: чем богаче страна, тем, как правило, ниже в ней рождаемость. Но и тем дороже во всех отношениях обходится семье и государству каждый ребенок. Россия на этом фоне глобальных сдвигов отличалась от своих более благополучных западных соседей одной странностью: рождаемость в ней падала, а вот смертность, на некоторое время существенно упав,

начала расти. Сами понимаете, к каким результатам это привело. Широкая публика на все эти открытия не обращала почти никакого

внимания — до тех пор, пока она не обнаружила роковой убыли в своих рядах и пока это обстоятельство не превратилось в предмет яростной политической спекуляции. Из кучи неведомо откуда взявшихся фактов и цифр и путанных интерпретаций выползло словечко, разом из биологического термина превратившееся в расхожее понятие: ДЕПОПУЛЯЦИЯ. Оно обрастало мифами и страхами, в которых давно уже пора разобраться.

Это и пытается сделать известный петербургский социолог

Альберт Баранов.

Депопуляция

С 1992 года смертность в России в полтора — два раза превышает рождаемость.

Началась естественная убыль населения, которую не перекрывает даже значительная миграция из бывших республик СССР- В общем, с 1992 по 2000 год население России уменьшилось на четыре миллиона человек. По прогнозу Центра демографии Экологии человека РАН в следующие 20 лет Россия потеряет еще 22 миллиона человек, сократив население до 123 миллионов.

Общество горячо обсуждает, почему рождаемость в России снижается, а смертность растет и к каким социальным последствиям это может привести. Обычно версии поляризуются по таким осям:


Страницы:1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21 -22 -23 -24 -25 -26 -27 -28 -29 -30 -31 -32 -33 -34 -35 -36 -37 -38 -39 -40 -41 -42 -43 -44 -45 -46 -47 -48 -49 -50 -51 -52 -53 -54 -55 -56 -57 -58 -59 -60 -61 -62 -63 -64 -65 -66 -67 -68 -69 -70 -71 -72 -73 -74 -75 -76 -77 -78 -79 -80 -81 -82 -83 -84 -85 -86 -87 -88 -89 -90 -91 -92 -93 -94 -95 -[96] -97 -98 -99 -100 -101 -102 -103 -104 -105 -106 -107 -108 -109 -110 -111 -112 -113 -114 -115 -116 -117 -118 -119 -120 -121 -122 -



Loading