Zhores Alferov: flagskibet indenlandske elektronik

Zhores Alferov: flagskibet indenlandske elektronik

Alexander Samsonov
"Økologi og liv", nr. 5, 2010

I marts i år blev akademikeren Jaures Alfierov Ivanovich, en nobelpristager og medlem af redaktionen for tidsskriftet Ecology and Life, 80 år gammel. Og i april kom nyhederne, at Zhores Ivanovich blev udnævnt til videnskabelig leder af Skolkovo-innovationsprojektet. Dette vigtige projekt bør i det væsentlige skabe et gennembrud i fremtiden, puste nyt liv i den indenlandske elektronik, på de udviklingskilder, som Zh. I. Alferov stod.

Til fordel for det faktum, at et gennembrud er muligt, siger historien: da i 1957 den første satellit blev lanceret i Sovjetunionen, fandt USA sig i en outsider-stilling. Den amerikanske regering viste imidlertid en kamp karakter, sådanne tildelinger blev gjort til teknologien, at antallet af forskere hurtigt nåede en million! Bogstaveligt det næste år (1958) opfandt en af ​​dem, John Kilby, et integreret kredsløb, der erstattede printkortet i konventionelle computere – og mikroelektronik fra moderne computere blev født. Denne historie blev senere kaldt "satellit effekten".

Zhores Ivanovich er meget opmærksom på uddannelse af fremtidige forskere, det var ikke for ingenting, at han grundlagde REC, et træningscenter, hvor træning udføres fra skolen.Gratulere Zhores Ivanovich på hans jubilæum, se på fortiden og fremtiden for elektronik, hvor satellittens virkning gentagne gange skal manifestere sig. Det håber, at i fremtiden for vores land, som det engang var i USA, vil en "kritisk masse" af uddannede forskere blive akkumuleret – for udseendet af satellit-effekten.

"Teknisk" lys

Det første skridt i at skabe mikroelektronik var en transistor. Transistoristernes pionerer var William Shockley, John Bardeen og Walter Brattein, som i 1947Bell labs"For første gang blev der skabt en aktiv bipolar transistor. Og den anden komponent af halvlederelektronik var en enhed til direkte omdannelse af elektricitet til lys – det er en halvlederoptoelektronisk omformer, til oprettelsen af ​​hvilken J.I. Alferov var direkte relateret.

Opgaven med direkte omdannelse af elektricitet til "teknisk" lys-kohærent kvantestråling tog form som retningen for kvantelektronik, født i 1953-1955. Faktisk har forskere sat og løst problemet med at opnå en perfekt ny slags lys, som ikke tidligere var i naturen. Dette er ikke det lys, der strømmer i en kontinuerlig strøm, når en strøm passerer gennem en wolframfilament eller kommer i løbet af dagen fra solen og består af en tilfældig blanding af bølger af forskellig længde, som ikke matches i fase.Med andre ord blev der skabt et strengt "målt" lys, opnået som et sæt af et bestemt antal kvanter med en given bølgelængde og strengt "bygget" – sammenhængende, det vil sige ordnet, hvilket betyder samtidig (synfasisk) emission af quanta.

Den amerikanske prioritet på transistoren blev bestemt af den enorme byrde af 2. verdenskrig, som stablede på vores land. I denne krig blev den ældre bror af Zhores Ivanovich, Marks Ivanovich dræbt.

Marx Alfyorov aflagde sin skole den 21. juni 1941 i Syasstroy. Indtrådte Ural Industrial Institute ved Det Fakultet for Energi, men han studerede kun et par uger, og besluttede derefter at det var hans pligt at beskytte moderlandet. Stalingrad, Kharkov, Kursk Bulge, alvorligt sår til hovedet. I oktober 1943 tilbragte han tre dage med sin familie i Sverdlovsk, da han efter sygehuset vendte tilbage til fronten.

Tre dage tilbragte med sin bror, hans forreste historier og lidenskabelig ungdommelig tro på kraften i videnskab og teknik 13 år gammel huskede Jores for livet. Guards Junior Lieutenant Marks Ivanovich Alferov døde i kamp i "Second Stalingrad" – den såkaldte Korsun-Shevchenko operation.

I 1956 kom Zhores Alferov til Ukraine for at finde sin brors grav.I Kiev, på gaden, mødte han uventet sin kollega B. P. Zakharchenya, som senere blev en af ​​hans nærmeste venner. Vi blev enige om at gå sammen. Vi købte billetter til damperen og den næste dag vi sejlede ned Dnepr til Kanev i en dobbelt hytte. Fundet landsbyen Khilki, nær hvilken sovjetiske soldater, herunder Marx Alfyorov, afspejlede det hårde forsøg på udvalgte tyske divisioner for at komme ud af Korsun-Shevchenko-kedlen. De fandt en massegrave med en hvidgips-soldat på en piedestal, som stod højt over det vildt voksende græs, i hvilke enkle blomster blev sprængt, som sædvanligvis plantes på russiske grave: guldfruer, pansies, glemmer ikke.

I 1956 havde Zhores Alferov allerede arbejdet ved Leningrad Institut for Fysik og Teknologi, hvor han havde drømt om at komme ind i hans studier. En stor rolle i dette blev spillet af bogen "Moderne Fysikens Grundlæggende Præsentationer" skrevet af Abram Fedorovich Ioffe, den russiske fysiks patriark, fra hvis skole næsten alle fysikere, der senere udgjorde den russiske fysiske skoles stolthed: P. L. Kapitsa, L. D. Landau og V. Kurchatov, A. P. Aleksandrov, Yu. B. Khariton og mange andre.Zhores Ivanovich skrev meget senere, at hans lykkelige liv i videnskab var forudbestemt af hans distribution i Fiztech, senere kaldet Ioffe.

Systematiske undersøgelser af halvledere ved Fysisk-Teknisk Institut begyndte i 1930'erne. I 1932 undersøgte V. P. Zhoze og B. V. Kurchatov halvledernes egen- og urenhedsledningsevne. I samme år skabte A. F. Ioffe og I. I. Frenkel en teori om aktuel korrigering ved en metal-halvlederkontakt baseret på fænomenet tunneling. I 1931 og 1936 udgav Ya. Frenkel sine berømte værker, hvori han forudså eksistensen af ​​excitoner i halvledere, introducerede dette udtryk og udviklede teorien om excitoner. Teorien om at korrigere pn-krydset, som dannede grundlaget for V. Shokli's pn-kryds, der skabte den første transistor, blev udgivet af B.I. Davydov, Fiztekhs medarbejder, i 1939. Nina Goryunova, Ioffe post graduate student, forsvarede i 1950. afhandling om intermetalliske forbindelser, åbnede halvlederegenskaberne af forbindelser fra 3. og 5. gruppe i det periodiske system (i det følgende A3den5). Det var den, der skabte grundlaget for, hvilken forskning der begyndte på disse elementers heterostrukturer.(I Vesten, halvlederens far A3den5 betragtes som G. Welker.)

Alferov selv lykkedes ikke under ledelse af Ioffe – i december 1950 under kampagnen "mod kosmopolitikken" blev Ioffe fjernet fra sin stilling som direktør og fjernet fra institutets akademiske råd. I 1952 ledede han halvlederlaboratoriet, på grundlag af hvilket Instituttet for Halvledere af Videnskabsakademiet i USSR Academy of Sciences blev organiseret i 1954.

Alferov indgav en ansøgning om opfindelsen af ​​en halvlederlaser sammen med teoretikeren RI Kazarinov på højden af ​​søgen efter en halvlederlaser. Disse søgninger begyndte i 1961, da N. G. Basov, O. N. Krokhin og Yu. M. Popov formulerede de teoretiske forudsætninger for dens oprettelse. I juli 1962 besluttede amerikanerne for en halvleder for generation – det var galliumarsenid, og i september-oktober blev laser-effekten opnået straks i tre laboratorier, den første var Robert Halls gruppe (24. september 1962). Og fem måneder efter udgivelsen af ​​Hall blev der indgivet en ansøgning til opfindelsen af ​​Alferov og Kazarinov, hvorfra nedtællingen er optaget af studier af heterostrukturel mikroelektronik hos Fiztekh.

Fysikoteknisk Institut, Alferov Group, 1970 (fra venstre mod højre): Dmitry Garbuzov, Vyacheslav Andreev, Vladimir Korolkov, Dmitry Tretyakov og Zhores Alferov. Billede: "Økologi og liv"

Alferovs gruppe (Dmitry Tretyakov, Dmitry Garbuzov, Efim Portnoy, Vladimir Korolkov og Vyacheslav Andreev) kæmpede for søgen efter materiale, der var egnet til realisering af flere år, og forsøgte at gøre det alene, men fandt den egnede komplekse tre-komponent halvleder næsten ved en tilfældighed: i det nærliggende laboratorium N. A. Goryunova . Det var dog en "ikke-tilfældig" chance – søgen efter lovende halvlederforbindelser Nina Aleksandrovna Goryunova ledes retningsbestemt, og i den monografi, der opstod i 1968, formulerede hun ideen om et "periodisk system af halvlederforbindelser". Den halvlederforbindelse, der blev oprettet i laboratoriet, havde den nødvendige stabilitet i generationen, som fastslog succesen for "virksomheden". Den heterolaser, der er baseret på dette materiale, blev oprettet på tærsklen til 1969, og prioritetsdatoen på detekteringsniveauet for laser-effekten er 13. september 1967.

Det første papir om muligheden for at anvende halvledere til at skabe en laser blev udgivet i 1959 af N. G. Basov, B. M. Vul og Yu. M. Popov.Anvendelsen af ​​pn-krydsninger til disse formål blev foreslået i 1961 af N. G. Basov, O. N. Krokhin og Yu. M. Popov. GaAs krystalhalvlederlasere blev først implementeret i 1962 i laboratorierne af R. Hall, M.I. Neyten og N. Holonyak (USA). De blev forfulgt af en undersøgelse af de radiative egenskaber af pn-kryds, som viste, at tegn med stimuleret emission forekommer (D. N. Nasledov, S. M. Rybkin med samarbejdspartnere, USSR, 1962). I Sovjetunionen blev grundforskning, der førte til oprettelsen af ​​halvlederlasere, tildelt Lenin-prisen i 1964 (B. M. Vul, O. N. Krokhin, D. N. Nasledov, A. A. Rogachev, S. M. Rybkin, Yu. M. Popov, A. P. Shotov, B. V. Tsarenkov). En halvlederlaser med elektronisk excitation blev først implementeret i 1964 af N. G. Basov, O. V. Bogdankevich, A. G. Devyatkov. Samme år rapporterede N. G. Basov, A. Z. Grasyuk og V. A. Katulin oprettelsen af ​​en optisk pumpet halvlederlaser. I 1963 foreslog J.I. Alferov brugen af ​​heterostrukturer til halvlederlasere. De blev oprettet i 1968 af J.I. Alferov, V. Andreev, D.Z. Garbuzov, V.I. Korolkov, D.N. Tretyakov, V.I. Shveikin, tildelt Leninprisen i 1972 til studier af heterojunktioner og udvikling af udstyr baseret på dem.

Nye materialer

På baggrund af laserkampen, der var udfoldet siden begyndelsen af ​​60'erne, viste LED'erne næsten umærkeligt, hvilket også skabte lyset af et givet spektrum, men som ikke havde strenge laserkohærens. Som følge heraf omfatter nutidens mikroelektronik sådanne grundlæggende funktionelle enheder som transistorer og deres konglomerater – integrerede kredsløb (tusindvis af transistorer) og mikroprocessorer (fra titusinder til titusinder af transistorer), mens en separat filial af mikroelektronik – optoelektronik – omfattede enheder bygget på grundlag af heterostrukturer til at skabe "tekniske" lys – halvlederlasere og lysdioder. Brugen af ​​halvlederlasere er forbundet med den seneste historie med digital optagelse, fra konventionelle cd'er til dagens berømte teknologi. Blue ray på galliumnitrid (GaN).

LED eller lysdiode (LED, LED, LED – Eng. Lysdiode) – en halvleder enhed, der udsender usammenhængende lys, når en elektrisk strøm passerer gennem den. Det udsendte lys ligger i et snævert område af spektret, dets farvekarakteristika afhænger af den kemiske sammensætning af den halvleder, der anvendes i den.

til venstre) og direkte (til højre) halvledere. Billede: "Økologi og liv" "border = 0> Direkte frysning (til venstre) og direkte (til højre) halvledere. Billede: "Økologi og liv"

Det antages, at den første LED, der udsender lys i det synlige spektrum, blev fremstillet i 1962 ved University of Illinois af en gruppe ledet af Nick Holonyak. Dioder fremstillet af halvledere med indirekte mellemrum (for eksempel silicium, germanium eller siliciumcarbid) udsender næsten ikke lys. Derfor blev sådanne materialer som GaAs, InP, InAs, InSb, som er direkte-gap halvledere, anvendt. Samtidig er mange type A halvledermaterialer3denE danner mellem hinanden en kontinuerlig række af faste løsninger – ternære og mere komplekse (AIxga1-xN og Inxga1-xN, GaAsxP1-x, Gaxi1-xP, Gaxi1-xsomyP1-y etc.), på grundlag af hvilken retningen af ​​heterostrukturel mikroelektronik blev dannet.

Den mest berømte anvendelse af LED'er i dag er udskiftning af glødelamper og skærme af mobiltelefoner og navigatører.

3den5 og a2(4)den6 og magnetiske materialer (i parentes). Linjer tilslutningsmaterialer: rød for forbindelser A3den5og blå for resten betegner de kvante heterostrukturer, der allerede er blevet undersøgt.Billede: "Økologi og liv" "border = 0> Gruppe IV halvledere, forbindelser A3den5 og a2(4)den6 og magnetiske materialer (i parentes). Linjer tilslutningsmaterialer: rød for forbindelser A3den5ogblå for resten betegner de kvante heterostrukturer, der allerede er blevet undersøgt. Billede: "Økologi og liv"

Den generelle ide om den videre udvikling af "teknisk lys" – skabelsen af ​​nye materialer til LED og laser teknologi. Denne opgave er uadskillelig fra problemet med at opnå materialer med specifikke krav til den elektroniske struktur af en halvleder. Og hovedparten af ​​disse krav er strukturen af ​​den forbudte zone af halvledermatrixen, der anvendes til at løse et bestemt problem. Aktivt udførte forskningskombinationer af materialer, der giver dig mulighed for at nå de specificerede krav til formen og størrelsen af ​​den forbudte zone.*

Du kan få en ide om alsidigheden af ​​dette værk ved at se på en graf, hvor du kan vurdere mangfoldigheden af ​​"grundlæggende" dobbeltforbindelser og mulighederne for deres kombinationer i sammensatte heterostrukturer.

Tag tusindvis af soler!

Teknisk lysets historie ville være ufuldstændig, hvis der sammen med lysemitterne ikke var nogen udvikling af dets modtagere. Hvis Alferovs gruppe begyndte med materielle søgninger efter emittere, er en af ​​medlemmerne af denne gruppe, Alferovs nærmeste samarbejdspartner og hans langvarige ven, professor V. Andreev, i dag tæt involveret i arbejde i forbindelse med omvendt omdannelse af lys solceller. Ideen om heterostrukturer som et kompleks af materialer med en given bredde af den forbudte zone har også fundet aktiv anvendelse her. Faktum er, at sollys består af et stort antal lysbølger af forskellige frekvenser, hvilket er netop problemet med dets fulde brug, da der ikke er noget materiale, der ligeledes kan konvertere lys fra forskellige frekvenser til elektrisk energi. Det viser sig, at enhver silicium solcelle konverterer ikke hele spektret af solstråling, men kun en del af det. Hvad skal man gøre "Opskriften" er bedragerisk simpel: at lave en lagkage af forskellige materialer, hvor hvert lag reagerer på sin egen frekvens, men samtidig lader gennem alle de andre frekvenser uden væsentlig svækkelse.

Dette er en dyr struktur, da den ikke kun skal indeholde overgange af forskellige ledninger, som lyset falder, men også mange hjælpelag, for eksempel for at den resulterende emf fjernes til videre brug. Faktisk er "sandwich" en samling af flere elektroniske enheder. Dens anvendelse er berettiget af højere effektivitet af "sandwiches", som effektivt anvendes sammen med en solkoncentrator (linser eller spejl). Hvis "sandwich" giver dig mulighed for at øge effektiviteten i forhold til siliciumelementet, f.eks. 2 gange, fra 17 til 34%, så på grund af et nav, som øger solstrålingens tæthed med 500 gange (500 soler), kan du få en gevinst på 2 × 500 = 1000 gange! Dette er en gevinst i selve elementets område, det vil sige materialet skal være 1000 gange mindre. Moderne solstrålingskoncentratorer måler stråledensiteten i tusinder og titusinder af "soler" koncentreres om et element.

Multilagstrukturen af ​​koncentratorfotocellen til konvertering af solenergi med høj effektivitet. Billede: "Økologi og liv"

En anden mulig måde er at opnå et materiale, der kan fungere mindst ved to frekvenser eller mere præcist med et bredere spektrum af solspektret.I begyndelsen af ​​1960'erne blev muligheden for en "multizone" fotoeffekt vist. Dette er en ejendommelig situation, hvor tilstedeværelsen af ​​urenheder skaber bånd i båndgapet på en halvleder, som gør det muligt for elektroner og huller at "springe over kløften" i to eller endog tre hopper. Som følge heraf kan du få en fotoelektrisk effekt for fotoner med en frekvens på 0,7, 1,8 eller 2,6 eV, som selvfølgelig udvider absorptionsspektret kraftigt og øger effektiviteten. Hvis forskere klarer at generere uden signifikant rekombination af bærere på de samme urenheder, så kan effektiviteten af ​​sådanne elementer nå op på 57%.

Siden begyndelsen af ​​2000'erne er der foretaget aktiv forskning i denne retning under ledelse af V. M. Andreev og Zh. I. Alferov.

Der er en anden interessant retning: Strømmen af ​​sollys er først opdelt i strømme af forskellige frekvensområder, der hver især henføres til "dets" celler. En sådan retning kan også betragtes som lovende, da i dette tilfælde forsvinder den serielle forbindelse, uundgåelig i sandwichstrukturer af den ovenfor afbildede type, og begrænser elementets strøm til den mest "svage" del af spektret.

Af grundlæggende betydning er vurderingen af ​​forholdet mellem solenergi og atomenergi, udtrykt af J.I. Alferov på en nylig konference: "Hvis kun 15% af midlerne til udvikling af atomenergi blev brugt til udvikling af alternative energikilder, så blev NPP'er til elproduktion i USSR ville slet ikke være nødvendigt! "

Fremtiden for heterostrukturer og nye teknologier

En anden vurdering er interessant, hvilket afspejler Zhores Ivanovits synspunkt: i det 21. århundrede vil heterostrukturer kun efterlade 1% til brug af monostrukturer, dvs. al elektronik vil gå væk fra sådanne "simple" stoffer som silicium med en renhed på 99,99-99,999%. Tallene er renheden af ​​silicium målt i nines efter decimaltegnet, men denne renhed er allerede 40 år gammel, og ingen er overrasket. Fremtiden for elektronik, Alferov mener, er en kombination af elementerne i A3B5, deres faste opløsninger og epitaxiale lag af forskellige kombinationer af disse elementer. Det kan selvfølgelig ikke hævdes, at simple halvledere som silicium ikke kan finde bred anvendelse, men stadig komplekse strukturer giver et langt mere fleksibelt svar på nutidige behov. Selv i dag løser heterostrukturer problemet med høj informationstæthed til optiske kommunikationssystemer. Det drejer sig om OEIC (optoelektronisk integreret kredsløb) – optoelektronisk integreret kredsløb. Grundlaget for ethvert optoelektronisk integreret kredsløb (optokoblere, optokoblere) består af en infrarød udstrålingsdiode og en optisk justeret strålingsdetektor, som giver det formelle kredsløb et vidt omfang for den brede anvendelse af disse enheder som transceivere af information.

Desuden bliver nøgleinstrumentet for moderne optoelektronik, DHS-laseren (DHS-dobbelt heterostruktur), fortsat forbedret og udviklet. Endelig er det i dag high-performance high-speed LED'er på heterostrukturer, der understøtter højhastigheds-dataoverførselsteknologi HSPD (High Speed ​​Packet Data service).

Men det vigtigste i Alferovs konklusion er ikke disse uensartede anvendelser, men den generelle retning for udviklingen af ​​det 21. århundrede teknik – produktionen af ​​materialer og integrerede kredsløb baseret på materialer, der har præcist specificerede egenskaber designet til mange fremadrettet. Disse egenskaber er fastsat ved designarbejde, som udføres på niveauet af atomets struktur af materialet, bestemt af ladningstransportørernes adfærd i det bestemte regulære rum, hvilket er det indre af krystalgitteret af materialet.I det væsentlige er dette arbejde reguleringen af ​​antallet af elektroner og deres kvanteovergange – juvelerarbejde på niveau med at designe en gitterkonstant af flere angstromer (angstroms – 10-10 m, 1 nanometer = 10 Ångstrøm). Men i dag er udviklingen af ​​videnskab og teknologi ikke længere langt ude i sagen, som den var repræsenteret i 60'erne i det sidste århundrede. I dag er dette i vid udstrækning en bevægelse i modsat retning i nanoskalaområdet – for eksempel oprettelsen af ​​nanooblaster med egenskaberne for kvantepunkter eller kvantekabler, hvor kvantepunkter er lineært forbundet.

Naturligvis er nanoobjekter kun et af de faser, som videnskab og teknologi gennemgår i deres udvikling, og de vil ikke stoppe der. Det må siges, at udviklingen af ​​videnskab og teknologi er langt fra at være en ligetil måde, og hvis forskernes interesser i dag er flyttet til en stigning i størrelse – til en nanooblast, vil morgendagens beslutninger konkurrere på forskellige skalaer.

For eksempel kan begrænsningerne på siliciumchips, der opstår på siliciumchips, løses på to måder. Den første vej er en halvlederændring. Til dette formål er der foreslået en produktionsvariant for hybridmikrokredsløb baseret på brugen af ​​to halvledermaterialer med forskellige egenskaber.Den mest lovende mulighed er brugen af ​​galliumnitrid sammen med en siliciumskive. På den ene side har galliumnitrid unikke elektroniske egenskaber, der giver dig mulighed for at skabe højhastigheds integrerede kredsløb, på den anden side gør brugen af ​​silicium som grundlag denne teknologi kompatibel med moderne produktionsudstyr. Imidlertid indeholder tilgangen fra nanomaterialer en endnu mere innovativ ide om elektronikken af ​​en elektron – en-elektron.

Faktum er, at den yderligere miniaturisering af elektronik – placeringen af ​​tusindvis af transistorer på et enkelt mikroprocessorsubstrat – begrænser skæringspunktet mellem elektriske felter, når elektronerne strømmer i nærliggende transistorer. Tanken er at bruge en enkelt elektron i stedet for elektronstrømninger, som kan bevæge sig i en "individuel" tidslinje og derfor ikke oprette "køer" og derved reducere interferensens intensitet.

Hvis man ser på det, er det ikke nødvendigt med elektronstrømme generelt – du kan sende et vilkårligt lille signal til overførsel af kontrol, problemet er at isolere det med sikkerhed (detektere).Og det viser sig, at enkelt-elektron detektion er teknisk ret gennemførlig – en tunnel effekt bruges til dette, som er en individuel begivenhed for hver elektron, i modsætning til den sædvanlige "total masse" elektron bevægelse – strømmen i en halvleder er en kollektiv proces. Fra et elektroniksynspunkt er en tunnelforbindelse en ladningstransport gennem en kondensator, så i en felt-effekt-transistor, hvor kondensatoren er ved indgangen, kan en enkelt elektron "fanges" af oscillationsfrekvensen af ​​det forstærkede signal. Det var imidlertid muligt at isolere dette signal kun i konventionelle apparater kun ved kryogene temperaturer – en stigning i temperaturen ødelagde betingelserne for signaldetektion. Men virkningen af ​​udløbstemperaturen viste sig at være omvendt proportional med kontaktområdet, og i 2001 blev den første enkelt-elektron transistor på nanorøret lavet, hvor kontaktområdet var så lille, at det tillod os at arbejde ved stuetemperatur!

I denne henseende replikerer enkeltelektronik den vej, som forskere fra halvleder-heterolasere har taget – Alferov-gruppen kæmpede for at finde et materiale, der ville frembringe effekten ved lasing ved stuetemperatur og ikke ved flydende nitrogentemperatur.Men superledere, med hvilke de største forhåbninger er forbundet med transmission af store elektronstrømninger (strømstrømme), har endnu ikke været i stand til at "trække" ud af området med kryogene temperaturer. Dette reducerer ikke kun væsentligt muligheden for at reducere tab i overførslen af ​​energi over lange afstande – det er velkendt, at omdirigering af energi strømmer gennem Rusland i løbet af en dag fører til 30% tab for "varmeledninger" – manglen på "room" superledere begrænser udviklingen af ​​lagring energi i superledende ringe, hvor bevægelsen af ​​strøm kan vare næsten for evigt. Uopnåelige, mens ideen om at skabe sådanne ringe er almindelige atomer, hvor bevægelsen af ​​elektroner rundt om kernen er nogle gange stabil ved de højeste temperaturer og kan vare på ubestemt tid.

Yderligere udsigter til udviklingen af ​​materialevidenskab er meget forskelligartede. Desuden var det med udviklingen af ​​materialets videnskab, at der var en reel mulighed for direkte anvendelse af solenergi, lovende enorme udsigter for vedvarende energi. Nogle gange er det disse arbejdsområder, der bestemmer samfundets fremtidige ansigt (i Tatarstan og Chuvashia planlægger de allerede en "grøn revolution" og udvikler seriøst oprettelsen af ​​bioøkonomiske byer).Måske fremtiden for denne retning er at tage et skridt fra udviklingen af ​​materialeteknikken til forståelsen af ​​principperne om selve naturens funktion, for at tage vejen for at bruge kontrolleret fotosyntese, som kan spredes i det menneskelige samfund så bredt som i levende natur. Vi taler allerede om enhedens celle af levende natur – cellen, og dette er det næste, højere udviklingsstadium efter elektronikken med dets ideologi at skabe enheder til at udføre en enkelt funktion – en strømstyrende transistor, en LED eller en laser til at styre lys. Cellens ideologi er operatørernes ideologi som elementære enheder, der udfører en bestemt cyklus. Cellen tjener ikke som et isoleret element til at udføre en enkelt funktion på bekostning af ekstern energi, men som en hel fabrik for at behandle tilgængelig ekstern energi i arbejdet med at opretholde cyklusserne i mange forskellige processer under en enkelt kuvert. Cellens arbejde for at opretholde sin egen homeostase og akkumulering af energi i form af ATP i det er et spændende problem med moderne videnskab. Hidtil kan bioteknologier kun drømme om at skabe en kunstig enhed med celleegenskaber egnet til brug i mikroelektronik.Og når dette sker, vil den nye æra af mikroelektronik uden tvivl begynde – æraen nærmer sig principperne om levende organismer, den langvarige drøm om science fiction og den langvarige videnskab om bionics, der stadig ikke er ud af biofysisk vugge.

Forhåbentlig vil oprettelsen af ​​et videnskabsinnovationscenter i Skolkovo være i stand til at realisere noget, der ligner "satellit-effekten" – at åbne nye gennembrudsområder, skabe nye materialer og elektronikteknologi.

Vi ønsker succes til Zhores Alfierov som vejleder for dette nye videnskabelige og teknologiske agglomerat. Jeg vil gerne håbe at hans energi og udholdenhed vil være nøglen til succesen for denne virksomhed.

Alt livsvidenskab

Forskere om Alferov

Alan Heeger, Nobelprisen i kemi (USA): Nobelpristageren er ikke kun en honorær titel, det er en vis status, hvormed en person får mulighed for at blive hørt. Hans mening er tillid til både i de højeste kredse og med almindelige borgere. En videnskabsmand er forpligtet til at uddanne befolkningen og ikke udelukkende føre til et tilbagestående liv. Zhores Alferov gør dette i dit land. Og det er hans store fortjeneste.

Jordens ressourcer løber ud.For Rusland er dette stadig ikke så indlysende som for andre lande, der allerede har oplevet en krise. Og vi har brug for alternative energikilder. De fleste almindelige mennesker opfatter disse ord som nogle rædselshistorier fra forskere. Hvis de lytter til dem, tror de, at problemet ikke vil påvirke dem, men vil overvinde planeten i mange generationer. For at formidle ideen om, at dette ikke er tilfældet, kan kun forskere gøre det. I efteråret blev jeg inviteret af Zhores Ivanovich til Petersborg. Dette er allerede det fjerde møde mellem nobelpristagere, og det er fordelene ved Jaures Alferov. Han laver et enormt arbejde med at opretholde og fremme videnskaben i sit land.

Ivan Iogolevich, fysiklærer fra Chelyabinsk, stedfortræder for den Chelyabinsk Lovgivende Forsamling: Zhores Ivanovich arbejder på oprettelsen af ​​halvleder heterostrukturer og hurtige opto- og mikroelektroniske komponenter. Alt hvad vi har i dag inden for computerteknologi er i høj grad bestemt af denne opdagelse. Det bruges i datalogi og på mange måder bestemt udviklingen af ​​moderne computerteknologi. Trods det faktum, at det blev lavet for længe siden 1970, blev nobelprisen kun tildelt i 2000, tilsyneladende fordi samfundet først nå forstod sin betydning.

Zhores Ivanovich er grundlæggeren af ​​stiftelsen, der støtter de fysiske og matematiske skoler i Skt. Petersborg. Denne holdning er meget tiltrækkende for mig, fordi en videnskabsmand tænker på unge mennesker, som måske kommer til videnskab i fremtiden.

Ethvert land er stolt af sine præstationer. Statens sikkerhed bestemmes også af det realiserede intellektuelle potentiale.


* Den forbudte zone er rækkevidden af ​​energiværdier, som en elektron ikke kan have i en ideel (defektfri) krystal. De karakteristiske værdier af båndgabet i halvledere er 0,1-4 eV. Urenheder kan skabe bands i den forbudte zone – der er en multizone.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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