Создание светодиодов и лазеров вклад российских ученых

Сегодня в исторической ретроспективе, очищенной насколько возможно от политических наслоений, видно, что работы Г. Велькера и Н.А. Горюновой в их совместном прочтении дали науке совокупность определяющих физических и химических представлений об интерметаллических полупроводниках [33] - в этом суть их общего приоритета.

III

В начале 1960-х гг. большинство из тех, кто занимался свечением полупроводников, устремились к созданию лазера. Возникшая в 1953-1955 гг. квантовая электроника [34] в качестве своего главного вывода содержала утверждение о том, что может быть разработан принципиально новый источник излучения с узконаправленным суперинтенсивным когерентным [35] лучом света. Правильнее было бы сказать, что это являлось не следствием, а предназначением квантовой электроники. Ничего подобного в природе не было. Ученые оказались вплотную к тому, чтобы "преступить грань", и возможность совершить это первым - возбуждала.

Классическая квантовая электроника исследовала радиоволны, возникающие в газах, поэтому, задумываясь о свете, полагали, что надо лишь подобрать какой-то другой подходящий газ; Ч. Таунс и А. Шавлов (его шурин) даже указали, где искать [36]. История, как водится, раскрутила сюжет по-своему: первый лазер сделал (15 мая 1960 г.) из рубинового стерженька, наподобие карандаша, американец Теодор Мейман. Человек независимых суждений и непредсказуемых поступков (он мог, например, бросить все и на полгода отправиться в кругосветное путешествие), высмеивающий преклонение аспирантствующего молодняка перед авторитетом профессоров, Мейман с беззаботностью победителя не исполнил ритуальный реверанс в сторону предсказателей и получил адекватную ответную реакцию: к его презентации (7 июля 1960 г.) отнеслись сдержанно, не спеша признавать реальность прорыва в лазерный век, а острословы утверждали, что он "нашел решение, для которого еще надо найти проблему" [37]. Через полгода был создан газовый лазер, все как бы встало на свои места, с возмутителем спокойствия постепенно смирились и отвели ему в истории место создателя первого лазера, но первого в ряду других, в какой-то мере тоже первых [38].

Летом 1962 г. началась стремительная атака на полупроводниковый лазер - все понимали, что именно он станет действительно массовым и сможет кардинально преобразить облик новой электроники. Еще в 1958-1960 гг. к проблеме начали исподволь подходить в нашем Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР, пожалуй, здесь был наиболее подходящий для этого коллектив [39]. К 1961 г. сформулированы теоретические предпосылки создания полупроводникового лазера [40], неясно было лишь, какой именно полупроводник даст результат (повторение меймановской ситуации). Однако в конце июля 1962 г. американцы определились - арсенид галлия; отныне счет пошел на недели и дни, и в сентябре-октябре лазерный эффект получили сразу в трех лабораториях, а первой оказалась группа Роберта Холла (24 сентября 1962 г.).

Позднее он вспоминал, что в разгар событий они узнали о статье Д.Н. Наследова, датированной январем 1962 г., в ней содержался намек на обнаружение лазерной генерации; по-видимому, у русских уже есть лазер, и они вот-вот о нем объявят, значит, надо еще прибавить оборотов. "Синдром спутника" [41], да еще подкрепленный гагаринским полетом (1961), действовал безотказно. Правда, вскоре американцы поняли, что лазерной генерации в этой работе не было и быть не могло, так как не соблюдались некоторые обязательные для этого условия (авторы и сами от такой интерпретации своих экспериментов фактически благоразумно отказались), но этот посыл из России сыграл свою роль в ускорении создания лазера.

Научный мир был хорошо разогрет лазерными страстями, так что у нас в стране первые образцы были изготовлены в ФИАНе (А.П. Шотов) через несколько недель после публикации Холла, еще через месяц - в НИИ-333 (В.И. Швейкин) [42], а к началу 1963 г. началась подготовка их полупромышленного производства на заводе "Старт" с участием НИИ-311 (будущий НИИ "Сапфир"). Увы, дальнейшее показало, что созданные с таким старанием и надеждой полупроводниковые лазеры крайне недолговечны и в качестве коммерческого изделия перспективы не имеют, как у нас, так и у американцев. Через несколько лет безуспешных исследований ситуация стала казаться неразрешимой.

Счастливое продолжение лазерной истории связано с гетероструктурами, здесь отечественный вклад и приоритет получили столь очевидное мировое признание (Ж.И. Алферов, Нобелевская премия, 2000), что в каких-то дополнениях нет необходимости. Разве лишь несколько штрихов из самого раннего периода.

Основополагающую заявку на изобретение подал Алферов (совместно с Р.И. Казариновым, теоретиком) всего лишь через 5 месяцев после публикации Холла. По сути еще и обычных лазеров не было, их совсем не распробовали. Несколько лет группа Алферова билась над поиском подходящего для реализации материала, а нашла его, в некотором смысле полуслучайно, в соседней лаборатории у Н.А. Горюновой, где этот сложный трехкомпонентный полупроводник был изготовлен впрок "на всякий случай". Гетеролазер на этом материале был создан в канун 1969 г., а приоритетной датой на уровне обнаружения лазерного эффекта является 13 сентября 1967 г. [43 ]

Другое по технологическим наукам

Современное состояние в научной и инновационной сфере
Качественно новые социально-экономические и политические условия, сформировавшиеся в результате системных преобразований 90-х годов в России, выявили определенный застой в сфере научной и инновационной деятельности, сложившаяся модель которой не соответствовала требованиям нового рыночного уклада. ...