Полупроводник + лазер.

Ирина Радунская| опубликовано в номере №945, Октябрь 1966
  • В закладки
  • Вставить в блог

В сентябре 1959 гола в Хай Вью, близ Нью-Йорка, собралась Первая международная конференция по квантовой электронике. Там было всего около полутораста пионеров новой науки. Лазеры еще не работали. И хотя они уже тревожили воображение, но повестку дня не очень перегружали. И тем не менее рабочее время было так насыщено, что конференция выплескивалась далеко за стены небольшого зала, в котором происходили заседания. Да и вся обстановка способствовала этому. Вокруг — лес, поля, рядом бассейн. Стояла такая жара, что после заседаний ученые, сбросив костюмы и оставшись в шортах, охотно беседовали на свежем воздухе.

Я видела фотографии, простые любительские фотографии. Вот Таунс — американский физик, разделивший с советскими учеными Басовым и Прохоровым Нобелевскую премию 1964 года за изобретение лазеров. В трусах, размахивая полотенцем, во главе таких же «несолидных» личностей он мчится купаться. Все так спешат, что фигуры размыты, как на картинах импрессионистов. Вот между Басовым и Прохоровым улыбающийся, добродушный, круглолицый швейцарец Бонаноми, ученый с мировым именем. Все с бокалами в руках. Бонаноми хитро улыбается. Оказывается, он, поднимая тост, сказал, что пьет за Басова и Прохорова — будущих Нобелевских лауреатов! (Через пять лет в поздравительной телеграмме Бонаноми вспомнит о своем пророчестве). А вот Джаван и Басов буквально уткнулись друг в друга — дискуссия захлестнула их где-то по дороге. Джаван — молодой иранец, автор газового лазера, нахохлился, он озабочен: Басов критикует его расчет.

Вся эта непосредственная и непринужденная обстановка сделала возможным одно совершенно невероятное обсуждение.

Программа первой квантовой конференции была так перегружена, что самый неожиданный для организаторов конференции доклад не попал в программу. Лишь немногие из делегатов обратили внимание на объявление: «Желающие обсудить перспективы применения полупроводников в квантовой электронике могут сделать это во время обеда. Сообщение за общим столом сделает профессор Н. Г. Басов из Института Лебедева в Москве».

Вряд ли кто-либо ожидал, что мест не хватит и придется просить официантов поставить дополнительные приборы. Басов рассказал о расчетах, начатых в 1957 году и выполненных им вместе с Б. И. Вулом и Ю. М. Поповым. Формулы показывали, что, пропустив через пластинку из подходящего полупроводника мощный электрический разряд, можно добиться в ней генерации инфракрасных волн. Таким образом открывался совершенно новый путь создания лазеров — этих современных и удивительных источников мощных пучков света.

Это была не конференция, не заседание, даже не семинар, а обед по полупроводникам. Полупроводниковый обед прошел настолько успешно, что Басов остался совсем голодным: в пылу дискуссии ему было не до еды.

Так случилось, что один из наиболее интересных вопросов даже не попал в официальный том трудов конференции.

Теперь, размышляя о странном невнимании к сообщению Басова, приходится объяснять это, пожалуй, тем, что, видимо, тогда не назрело время для полупроводниковых лазеров, а главное — трудной судьбой самих полупроводников, которым так нелегко далась признание.

Издавна повелось, что ученые применяли либо проводники, либо изоляторы. А полупроводники («ни рыба ни мясо») просто были какими-то пасынками. Действительно, кому придет в голову применять плохие изоляторы, если можно использовать хорошие?

Полупроводниковые лазеры оказались трудным орешком, и первый прорыв в неосвоенный оптический диапазон произошел по другим направлениям.

Уже в 1960 году заработал рубиновый лазер, а вскоре и его газовый собрат. К марту следующего года, когда собралась вторая конференция по квантовой электронике, к ним присоединилось еще несколько лазеров на кристаллах, стекле и различных газах. Темпы развития и достигнутые результаты были так велики, что конференция, которая на сей раз собралась в университетском городке Беркли в Калифорнии, прошла под знаком лазеров.

О каких только лазерах здесь не говорили! Но суть конференции такого рода не столько в подведении итогов, сколько в обсуждении новых идей. Один доклад по лазерам следовая за другим. Они заняли две трети программы. На их фоне отступили на второй план квантовые усилители и генераторы радиодиапазона — недавно бывшие столь популярными знаменитые мазеры.

И только один доклад на этой конференции был посвящен полупроводникам. Докладчиком был Басов. Он рассказал о трех новых методах, предложенных советскими учеными для того, чтобы заставить полупроводники излучать свет. Особенно подробно он остановился на различных вариантах одного из методов, разработанных им вместе с О. Н. Крохиным и Ю. М. Поповым.

Доклад, казалось, не встретил отклика. И не удивительно. В область видимого и инфракрасного излучения уже были проложены широкие дороги. Уже многие десятки лабораторий изучали один кристалл за другим, перебирали всевозможные газовые смеси. В каждом номере физических журналов появлялись статьи о новых и новых лазерах. Кому же при этих условиях хотелось тратить силы на укрощение полупроводников, с которых лишь недавно и далеко не полностью было снято покрывало таинственности? Но полупроводники упорно стучались в двери нашего времени. И их удивительные свойства не могли не привлечь внимание физиков, а затем и инженеров.

Теперь, несомненно, наибольшей известностью среди всех полупроводниковых приборов пользуются транзисторы — устройства, во многих случаях вытеснившие электронные лампы.

Создание транзистора и наиболее простого полупроводникового прибора — диода — стало возможным после того, как физики научились управлять свойствами полупроводников, превращать их по желанию то в изоляторы, то в проводники.

Я не удивилась, когда в лаборатории полупроводников мне сказали, что диэлектрики — это просто плохие полупроводники. Их электрическое сопротивление не поддается управлению, и поэтому им уготована скромная роль изоляторов. Металлы, говорил мне вполне серьезный ученый, тоже плохие полупроводники. Из них невозможно сделать ничего более сложного, чем электрические провода.

Иное дело настоящий полупроводник, продолжал он. Соединив два подходящих полупроводника или даже полупроводник и металл, мы получаем электрический вентиль. Электрический ток легко проходит через это соединение в одну сторону и встречает большое сопротивление в противоположном направлении. Немного усложнив эту конструкцию, можно сделать такой вентиль управляемым. Управляемым при помощи очень слабого электрического тока. Полупроводниковый прибор, при помощи которого слабый ток управляет сильным, и есть транзистор.

Сопротивление некоторых полупроводников, а также переходных слоев между ними сильно изменяется при освещении. Обнаружив это, ученые создали замечательные приемники и преобразователи света, превращающие свет в электрический ток.

Удивительные свойства полупроводников, победно входивших в одну область радиоэлектроники за другой, давно привлекли внимание Басова.

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 8-м номере  читайте о «Фаусте петровской эпохи» загадочном Якове Брюсе, об Александре Ланском - одном из фаворитов Екатерины II, о жизни и творчестве Михаила Лермонтова, о русском и американском инженере-кораблестроителе Владимире Ивановиче Юркевиче, о популярнейшем актере Андрее Мягкове. О жизни и творчестве русского художника Ореста Кипренского и многое другое



Виджет Архива Смены

в этом номере

«Путевка в жизнь»

(Из книги воспоминаний «Жизнь, театр, кино»)