Першi кроки в мiкроелектронiцi. Вiдкриття p-n переходу

За матерiалами книг Б.М.Малиновського
Вiдкриття p-n переходу в напiвпровiдниках
Iлюстрацiї. Додатковi матерiали

В.Є.Лашкарьов - першовiдкривач p-n переходу в напiвпровiдниках

Вадим Євгеневич Лашкарьов (1903 - 1974рр.), 12 kbПонад 400 рокiв (!) - до початку ХХ сторiччя - творцi обчислювальних засобiв використовували десяткову систему числення. Для вiдтворення цифр застосовувалося колесо з десятьма зубцями, а чисел - набiр таких колiс. Саме так у XVII ст. були створенi найпростiшi прилади для додавання, вiднiмання i множення чисел (машини Паскаля i Лейбнiца), де використовувалося вiд 8 до 13 колiс.

У XVIII ст. англiйський учений Чарльз Беббiдж спроектував i спробував створити "аналiтичну машину" - першу цифрову обчислювальну машину з програмним керуванням, що мала п'ять пристроїв - арифметичний, пам'ятi, керування, вводу та виводу (як у перших електронних обчислювальних машинах - ЕОМ). Арифметичний пристрiй i пам'ять були спроектованi на основi зубчастих колiс загальною кiлькiстю понад 50 тис.!

У серединi XX ст. з переходом вiд десяткової до двiйкової системи числення з цiєю метою почали використовувати електромагнiтнi реле та електроннi лампи (майже одночасно). Згодом великого поширення набули пам'ять i логiчнi елементи, в яких використовувалися феритнi осердя. Поступово цi та багато iнших досить громiздких i ненадiйних носiїв iнформацiї були витiсненi елементами на базi транзисторiв, якi, вдосконалюючись, перетворилися на iнтегральнi схеми, що мiстили спочатку тисячi, а згодом - мiльйони компонентiв.

За 50 рокiв застосування транзисторiв у них не з'явилося серйозних конкурентiв. Постає запитання - хто ж був першовiдкривачем фiзичних ефектiв, на використаннi яких грунтується дiя транзистора? Це ще одна "бiла пляма" у розвитку iнформацiйних технологiй в Українi. Вона пов'язана з дiяльнiстю видатного українського фiзика Вадима Євгеновича Лашкарьова (1903 - 1974). Вiн по праву мав би одержати Нобелiвську премiю з фiзики за вiдкриття транзисторного ефекту, якої в 1956 р. були удостоєнi американськi вченi Джон Бардин, Вiльям Шоклi, Уолтер Браттейн.

Ще в 1941 р. В.Є. Лашкарьов надрукував статтю "Дослiдження запiрних шарiв методом термозонда" (Известия АН СССР. Сер.физ. -1941. -Т. 5) i у спiвавторствi з К.М. Косоноговою - статтю "Вплив домiшок на вентильний фотоефект у закису мiдi" (там само). Вiн встановив, що сторони "запiрного шару", розташованi паралельно границi подiлу мiдь - закис мiдi, мали протилежнi знаки носiїв струму. Це явище одержало назву p-n переходу (p - вiд positive, n - вiд negative). В.Є. Лашкарьов розкрив також механiзм iнжекцiї - найважливiшого явища, на основi якого дiють напiвпровiдниковi дiоди i транзистори.

Перше повiдомлення в американськiй пресi про появу напiвпровiдникового пiдсилювача-транзистора з'явилося в липнi 1948 року, через 7 рокiв пiсля статтi В.Є. Лашкарьова. Його винахiдники - американськi вченi Бардин i Браттейн - пiшли шляхом створення так званого точкового транзистора на основi кристала германiю n-типу. Перший обнадiйливий результат вони одержали наприкiнцi 1947 р. Проте прилад працював нестабiльно, його характеристики були непередбачуваними, i тому практичного застосування точковий транзистор не отримав.

1951 року у США з'явився надiйнiший площинний транзистор n-p-n типу. Його створив Шоклi. Транзистор складався з трьох шарiв германiю n, p i n типу загальною товщиною 1 см i був зовсiм не схожий на майбутнi мiнiатюрнi, а згодом - i невидимi компоненти iнтегральних схем.

Уже через кiлька рокiв значення винаходу американських учених стало очевидним, i вони були удостоєнi Нобелiвської премiї. Можливо, початок "холодної вiйни" або iснуюча тодi "залiзна завiса" перешкодили В.Є. Лашкарьову стати нобелiвським лауреатом. Його iнтерес до напiвпровiдникiв не був випадковим. Починаючи з 1939 р. i до кiнця життя вчений послiдовно i плiдно дослiджував їхнi фiзичнi властивостi. На додаток до двох перших робiт у 1950 р. вiн i В.I. Ляшенко надрукували статтю "Електроннi стани на поверхнi напiвпровiдника" (Юбил. сборн. к 70-летию акад. А.Ф. Иоффе), в якiй описали результати дослiджень поверхневих явищ у напiвпровiдниках, що згодом стали основою роботи iнтегральних схем на польових транзисторах.

Пiд керiвництвом В.Є. Лашкарьова на початку 50-х рокiв ХХ ст. в Iнститутi фiзики АН УРСР було органiзоване виробництво точкових транзисторiв.

Сформована вченим наукова школа у галузi фiзики напiвпровiдникiв стає однiєю з провiдних в СРСР. Визнанням значущостi її наукових результатiв було створення в 1960 р. Iнституту напiвпровiдникiв АН УРСР, який очолив В.Є. Лашкарьов.

Вчений народився i отримав вищу освiту в Києвi, згодом працював у Ленiнградi. На жаль, першi роки його творчої дiяльностi припали на перiод репресiй. Вiн був заарештований i висланий до Архангельська, де до 1939 р. завiдував кафедрою фiзики в медiнститутi. Наступнi, найплiднiшi 35 рокiв життя Вадима Євгеновича пов'язанi з Києвом. Вiн залишив пiсля себе цiлу плеяду учнiв, якi згодом стали визначними вченими, що успiшно продовжують розпочатi В.Є. Лашкарьовим дослiдження.

В.Є. Лашкарьов є пiонером iнформацiйних технологiй в Українi i в колишньому СРСР у галузi транзисторної елементної бази засобiв обчислювальної технiки. Цiлком справедливо вважати його i одним з перших у свiтi фундаторiв транзисторної мiкроелектронiки. У 2002 р. iм'я В.Є. Лашкарьова присвоєно заснованому ним Iнституту напiвпровiдникiв НАН України.


Додатковi матерiали по темi

Вiдкриття p-n переходу в напiвпровiдниках академiком В.Є. Лашкарьовим  ›››

Iлюстрацiї по темi

Академiк В.Є.Лашкарьов
Купрокс-дiод на p-n переходi. Використовувався в вiйськових польових радiостанцiях. 1941-1945 рр.
В.Є.Лашкарьов та С.I.Вавiлов В.Є.Лашкарьов серед викладачiв КДУ
В.Є.Лашкарьов зi своїми учнями Вадим Євгенович Лашкарьов

Мiкроелектроннi технологiї