Курсовая работа: История иследования полупроводников
Я
бы хотел подчеркнуть, что наряду с развитием реальной нанотехнологии и
крупномасштабным производством только на основе полупроводниковых
гетероструктур, объемы продаж всех материалов сегодня составляют десятки
миллиардов долларов, а влияние этой технологии в целом на развитие
микроэлектроники и электронных технологий можно назвать гигантским.
Отмечу
еще и следующую вещь: ценность этих направлений заключается, прежде всего, в
новых физических явлениях. К примеру, такая вещь, как низкоразмерные
электронные системы, стали массовыми и в промышленном производстве, и в
физических исследованиях. И если, скажем, в начале 70-х гг. наши доклады на
международных конференциях были единичными, то сегодня две трети (даже три
четверти) докладов на полупроводниковых физических конференциях – это доклады,
посвященные наногетероструктурам, физике электронных систем с низкоразмерным
электронным газом. И среди новых физических явлений, которыми физика
обогатилась за эти десятилетия, я бы в первую очередь назвал одно из уникальных
открытий второй половины XX в. Это открытие дробного квантового
холл-эффекта, сделанное Штормером и Цуи и теоретически объясненное Лохлином,
ставшее возможным только благодаря наногетероструктурам, «квантовым ямам»
высокого совершенства, в которых электронный газ можно было получить с
уникально высокими подвижностями. Открытие этого явления при низких
температурах в сверхсильных магнитных полях привело к тому, что объяснить его
оказалось возможным, только предположив, что у квантовой жидкости существуют
свойства, которые не существуют для отдельно взятых частиц.
Председатель
комитета по физике, который представлял эту работу, отмеченную Нобелевской
премией в 98 г., подчеркнул, что в ней не соблюдается правило Ландау. Дело в
том, что один из принципов Ландау таков: если вы знаете свойства частиц, то на
основании знания этих свойств вы можете описать и свойства ансамбля.
Председатель комитета по физике сформулировал этот принцип так: 1+1=2. Но
иногда это простое арифметическое правило не выполняется. В физике это, как
правило, ведет к Нобелевским премиям. Это случилось и с дробным квантовым
холл-эффектом, потому что оказалось, что свойства квантовой жидкости можно
объяснить, только предположив, что дробные квантовые заряды у частиц, у
электронов, которых реально у каждого электрона нет, есть у ансамбля (Лохлин 4
года назад говорил об этом в своей лекции под названием «Конец редукционизма»,
которую он читал у нас в Петербурге). И это явление, с моей точки зрения,
знаковое: дробный квантовый холл-эффект, открытый в 82 г., и последовавшие за
ним исследования показывают, что на самом деле и сегодня в нашей физике есть
явление, которое мы не можем объяснить. Это следующий шаг и очень яркая
демонстрация физики наноструктур. Вместе с тем, это яркая демонстрация успехов
нанотехнологии.
Я
хорошо знаю Штормера, и Цуи, и Лохлина и помню, как Штормер всегда гордился не
только тем, что он открыл дробный квантовый холл-эффект, но и тем, что он
является автором так называемого модуляционного лигирования гетероструктур,
которое позволило получать квантовые наногетероструктуры с очень высокой
подвижностью. И это пример развития нанотехнологии, которая привела к
драматическим, очень ярким новым физическим явлениям и оказалась возможной
только благодаря развитию физики и технологии гетероструктур «men make
crystals».
Сегодня
мы очень многого ждем от нанотехнологии, очень много говорим об этом (в
частности, в послании президента Федеральному собранию говорилось об этом). На
самом деле уже с конца 90-х гг. лозунг «Нанотехнологии» в США и в ряде других
стран стал использоваться для того, чтобы получать большие средства от
правительств и государств. И я думаю, чрезвычайно важно те средства, которые
будут выделяться у нас, использовать для развития научных исследований
технологии, диагностики в целом. И очень важно при этом понимать, что
конкретные новые явления мы часто не можем предсказать, поэтому нужно
предоставить очень многим лабораториям страны возможность работать с
совершенными системами молекулярной мосгидридной эпитаксии, а также
использовать самые современные диагностические средства – тогда, я думаю, у
нас, безусловно, появится масса новых результатов; и в этом, с моей точки зрения,
огромную роль играет международное научное сотрудничество.
У
нас в России и в Советском Союзе подобные традиции существовали всегда. На мой
взгляд, такое положение дел будет сохраняться и дальше, и в этой области нас
ждут ценные неожиданные открытия. Вы понимаете, что в очень коротком
пятнадцатиминутном выступлении я не могу рассказывать детально об одной из
самых интересных областей физики и технологии полупроводников, которой я лично
занимаюсь с 62 г. (уже 45 лет). Хотел бы подчеркнуть в сегодняшнем докладе,
посвященном 50-летию одного из самых замечательных научных центров мира – Сибирского
отделения Российской академии наук, – что исследования физики полупроводниковых
гетероструктур мы ведем совместно начиная с 64 г. Поэтому этот центр нужно
очень высоко ценить.
Я
боюсь, что у меня не будет возможности так долго говорить о юбилее Сибирского
отделения… Я очень рад быть здесь уже второй раз в этом году и хотел бы
сказать, что Сибирское отделение, юбилей которого мы отмечаем, в мировом
рейтинге научных организаций стоит на первом месте среди всех научных
организаций России и обгоняет всю Российскую академию наук на 40 номеров!
Поздравляю Сибирское отделение! (Аплодисменты.)
Заключение
Нобелевский лауреат Ж. Алферов отметил, что в XX веке состоялось три
основных открытия: искусственное деление урана, транзисторы, лазеры. Среди
наиболее значимым для человечества является появление транзистора на
полупроводниках и последовавшее за этим создание и развитие микро- и
оптоэлектроники – основы современной техники связи и информатики.
Физика полупроводников развивалась на протяжении XIX–XX веков полупроводниковые
диоды пришли на смену вакуумным лампам, были изобретены на основе
полупроводников фотодиоды, фотоэлементы, интегральные микросхемы, а
следовательно это привело к развитию ЭВМ и ПК.
На протяжении двух столетий такие учение как Дэви, Беккерей, Пирс,
Столетов, Иоффе, Бардин, Браттейн, Шокли, Алферов внесли огромный вклад в
развитие физике полупроводников.
На данный момент решаются проблемы физики полупроводников
гетроструктуры в полупроводниках, квантовые ямы и точки, заряды, спиновые
волны, мезоскопия.
Список литературы
1. Калашников С.Г. Электричество: Учебн. Пособие. –
6-е изд., стереот. - М.: ФИЗМАЛИТ, 2004
2. В.И. Фистуль. Введение в физику полупроводников. М. Высшая
школа, 1984.
3. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19
века до середины 20 века. – М.: Наука, 1979
4. Сонин А.С. Введение в сегнетоэлектричество. - М.:
Наука, 1970
5. http://myrt.ru/history/print:page, 1,981 – poluprovodniki.html
6. http://gete.ru/post_1172774080.html
7. Виноградов Ю.В. «Основы электронной и полупроводниковой
техники». Изд. 2-е, доп. М., «Энергия», 1972 г. – 536 с.
|