Мир полупроводников

МИР ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Эпоха, в которой мы живем –время цифровых технологий и электроники. В любом устройстве сложнее утюга, будь то стиральная машина, калькулятор или космический корабль, можно найти полупроводниковые схемы. Можно назвать освоение полупроводников главным изобретением 20 века. Но до начала 20 века о полупроводниках знали только то, что они и плохие проводники, и плохие изоляторы.

История изучения этого класса веществ началась в 1833 году, когда Фарадеем были обнаружены вещества, у которых с ростом температуры сопротивление не растет, а уменьшается. Имя Беккереля обычно связывают только с открытием радиоактивности. Но известны и его исследования электропроводности веществ под действием света. В 1874году Карл Браун обнаружил зависимость сопротивления проводника от направления тока, что привело к попытке «выпрямления» тока. Все эти открытия практически уже описывали свойства полупроводников. Но уровень науки того времени еще не мог теоретически обосновать суть этих явлений. Лишь в 1920-1940 годах ученые смогли объяснить устройство и особенности полупроводников на атомарном уровне. Оказалось, что именно полупроводниками, а не диэлектриками и проводниками является абсолютное большинство веществ в природе.

Применение электронных устройств для вычислений началось в 30 годах прошлого века. Главным компонентом этих устройств были электронные лампы. Недостатками ламповых устройств были громоздкость, ограниченность срока службы. Первая интегральная микросхема Intel4004, созданная в в1971 году, была длиной 5 сантиметров и вмещала 2300 транзисторов. Для сравнения ламповый компьютер

Первый патент на концепцию полупроводникового транзистора, в котором использовался сульфид меди, еще в 1926 году подал польско-американский изобретатель Юлиус Лилиенфельд. Однако ему так и не удалось воплотить свое гипотетическое изобретение в жизнь — идея была реализована лишь 20 лет спустя. 

Группа инженеров во главе с Уильямом Шокли, Уолтером Браттейном и Джоном Бардиным разработали технологию получения чистого германия, причем раньше, чем кремния. Они были награждены Нобелевской премией в 1956году. Физики сразу определили, что для микросхем германий не подходит, а кремний по всем параметрам гораздо удобнее. Массовое применение полупроводников началось в 60-е годы 20 века. В первую очередь это были микрокалькуляторы и компьютеры с применением микросхем вместо отдельных транзисторов. Среди лидеров в области полупроводников Россия не значится. Но шанс создания этой отрасли техники у Советской России был еще в начале 30-х годов благодаря уникальному изобретателю Олегу Лосеву.

Кристадин Лосева

Его имя мало кому известно в наше время. Работая в Нижегородской лаборатории М Бонч-Бруевича, он обратил внимание на очень сложный процесс ручного изготовления электронных ламп. Работали очень недолго и ненадежно. Он заменил лампы кристаллом, и назвал свой радиоприемник кристадином. Зарубежные научные журналы назвали его изобретение сенсационным, а самого изобретателя профессором. Массовое увлечение радиотехникой привело к тому, что очень многие школьники создавали свои схемы радиоустройств. Но низкое качество обработки кристаллов и улучшение качества электронных ламп привело к массовой замене полупроводниковых приемников на ламповые. Его изобретения подтверждаются 15 авторскими свидетельствами, среди которых есть и кристаллические и ламповые радиоприемники. Им был изобретен кардиостимулятор. Умер в 1942 году от истощения в блокадном Ленинграде. Но и в 70 годы 20 века в Советском Союзе разрабатывались методы применения полупроводников. В 1963 году в Зеленограде был создан Центр микроэлектроники, где выпускались серии кремниевых интегральных схем. В 1969 году Ж.И. Алферов реализовал идеи управления электронными потоками в гетероструктурах. Он стал лауреатом Нобелевской премии. В наше время физика полупроводников-практически основа нашей жизни, поэтому развивается стремительно. Но, к сожалению, внеся огромный вклад в развитие теории полупроводников, наша страна отстала от других в области практического применения этой теории. Но Россия всегда была богата талантами, и в реалиях современного мира это отставание будет преодолено.