Гений, опередивший время

admin Газета, Статьи из газеты №29 (2017) 0 Comments

В довоенной советской науке жил и творил человек, имя которого сегодня мало кто уже знает, но кто в силу своей гениальности на 15-20 лет опередил науку мировую, а сделанные им открытия сделали его в ней Первым. Он первым в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы, и первым открыл электролюминесценцию полупроводников — испускание ими света при протекании электрического тока. Но вышло так, что научная его деятельность оказалась непродолжительной — он прожил всего 38 лет; жил и творил, как бы опережая время, и потому оценить масштабность Его тогда просто не успели, и он — тихо и незаметно, так и ушел, не признанным судьбой Гением

А звали его Лосев Олег Владимирович, и родился он 10 мая 1903г., в Твери, в семье конторского служащего. Уже в раннем возрасте проявил свои склонности к физике, а когда годы Первой мировой войны в городе была сооружена военная радиоприемная станция, и ему довелось побывать на публичной лекции ее начальника В. Лещинского, судьба его после этого решилась окончательно. Он стал часто бывать на станции, со всеми перезнакомился, влюбился в радиотехнику, и, более того, там образовалась «внештатная» вакуумная лаборатория, в которой началась разработка радиоламп под руководством будущего профессора М. Бонч-Бруевича, а из Москвы к ним стал приезжать специалист в области наук естественных профессор В. Лебединский. Опытный педагог сразу разглядел дарование Олега и стал всячески поощрять его любознательность, а Советская власть, несмотря на то, что страну захлестнула Гражданская война, для развития радиотехники в августе 1918г. создала Нижегородскую радиолабораторию (НРЛ), костяк которой и составила тверская группа во главе с М. Бонч-Бруевичем. К ноябрю была завершена разработка первой, которую в стране начали выпускать серийно, приемно-усилительной лампы ПР-1 («пустотное реле, первое»), а В. Лебединский начал выпуск двух специальных журналов: «Телеграфия и телефония без проводов» (ТиТбп) и «Радиотехник».

НРЛ стала, фактически, первым в стране научно-исследовательским институтом радиотехники и электроники, а Олегу пришлось оканчивать школу, после чего в 1920г. он поехал в Москву поступать в Московский институт связи. Но на проходившем в сентябре в столице первом Российском радиотехническом съезде повстречался со своими знакомыми из Тверской радиостанции, после чего решил все бросить и поехать с ними работать в НРЛ. Так начался первый, нижегородский этап его — младшего научного сотрудника под началом В. Лебединского, когда ночевать приходилось в лабораторном здании на лестничной площадке перед чердаком, ибо не было у него ни жилья, ни быта, но зато «25 часов в сутки» были отданы любимой радиотехнике. И после выполнения обязательных по лаборатории работ с гетеродинами, использующими электрическую дугу, в конце 1921г. он стал заниматься самостоятельным экспериментированием с твердотельными (полупроводниковыми) устройствами — кристаллическими детекторами. Эти «хлипкие» устройства с дрожащими иголочками, невысокими чувствительностью и избирательностью, были основными элементами входных цепей радиоприемников, а Олегу виделось, что детекторный контакт — это еще более миниатюрная электрическая дуга, и, упросив отпуск, уехал в Тверь, чтобы исследовать кристаллы в своей домашней лаборатории.

Настойчиво работал, экспериментировал с различными материалами кристалла детектора и проволочки, перемещая контактную иглу по поверхности и отыскивая наиболее чувствительные для приема радиосигналов точки. При достаточно большом токе в зоне контакта возникал электронный разряд наподобие вольтовой дуги, но без разогрева. Разряд закорачивал высокое сопротивление контакта, обеспечивая генерацию, а сбивая ее, можно было реализовать и усилительный режим. И, исследуя характеристики детекторов при генерации незатухающих колебаний, Лосев с помощью острых зондов искал зависимость их электропроводности от формы и обработки поверхности для обнаружения тех мест «p-n» переходов при которых детектор усиливал сигнал. («p-n» — дырочно-электронная проводимость: «р» — positive, дырочный, «без электрона», с нескомпенсированным отрицательным ионом; «n» — negative, электронный, с электроном свободным, а ионом положительным, при разности потенциалов 0,3- 0,6 В). Так на границе «p-n» открыл явление трансгенерации, исследуя которую с помощью ламповых схем, обнаружил трансформацию (понижение) частоты. У некоторых кристаллов искомые активные точки, обеспечивающие генерацию высокочастотных сигналов, нашел, обнаружил, и особенно эффективной оказалась пара «кристаллы цинкита (ZnO), изготовленные с помощью оплавления электрической дугой» — электрод «проволочка угольное острие», которая при напряжениях менее 10 В позволяла получать радиосигналы с длиной волны до 68 м. Олег на ее основе — по чувствительности на уровне имевшегося у него радиоприемника регенеративного — собрал приемник детекторный, особенностью которого являлась возможность подачи смещения на кристалл с помощью трех батареек от карманного фонаря (12 вольт) — и 12 января 1922 г. работу незатухающих станций впервые услышал. На способ получения трансгенерации им было получено авторское свидетельство, а в усовершенствованном радиоприемнике удалось получить 15-кратное усиление поступающего сигнала.

Электронных ламп тогда не хватало, они были дороги и им требовался еще и специальный источник электропитания, а схема Лосева могла работать от 3-4 батареек для карманного фонарика. В серии статей автор описал методику быстрого отыскивания активных точек на поверхности цинкита, заменил угольное острие металлической иглой, дал рецепты по обработке самих кристаллов и предложил целый ряд практических схем радиоприемников. На все эти технические решения получил 7 патентов, начиная с заявленного в декабре 1923г. «Детекторного приемника-гетеродина», которому из сочетания кристалл + гетеродин придумали еще и название кристадин. Очень скоро, используя детекторы-генераторы, начали делать радиопередатчики для связи уже на несколько километров — и это был подлинный триумф советского изобретателя, а когда брошюры о кристадине перевели на английский и немецкий языки, О. Лосев получил европейское признание и его стали там величать (вдумайтесь только, в 20 лет!) не иначе как профессор.

Дальнейшее совершенствование кристадина могло быть продолжено только после физического объяснения наблюдаемых явлений — в 1923г. физики полупроводников и зонной теории еще не существовало, и единственным двухполюсником, обладавшим участком с отрицательным сопротивлением, была вольтова дуга, почему Лосев с диодами «p-n» переходов продолжил просто активно экспериментировать. Сначала с карбидом кремния (SiC) — карборундом, а более эффективные в плане энергопотребления и освещения диоды удалось создать из нитрида галлия (GaN), и, пытаясь под микроскопом разглядеть электрическую дугу, Олег обнаружил и явление электролюминесценции. В опытах показал, что свечение может быть промодулировано с частотой не менее 78,5 кГц (предельная частота измерительной установки на основе вращающихся зеркал), а явления на границе электронного («n) и дырочного («р») карборунда (в том числе и свечение при прохождении тока) обнаружил и подробно изучил задолго до появления современных теорий выпрямления. И правильно определил и природу свечения, возникающего в кристалле SiC, двух видов: свечение I (предпробойное) и свечение II (инжекционная люминесценция), в 1936г. на основе сульфида цинка (ZnS) переоткрытые французским ученым Ж. Дестрио.

Открыл Лосев и своеобразные свойства запорных слоев в полупроводниках — свечение слоев при прохождении тока и усилительные эффекты в них. Интересовало и взаимодействие между электромагнитным полем и веществом, и, экспериментируя более чем с 90 веществами, пытался проследить обратное действие поля. Существуют явления, где вещество вносит в электромагнитное поле существенные изменения, а на нем самом не остается и следа: таковы явления преломления, дисперсии, вращения плоскости поляризации и др. Освещая активный слой кристалла карборунда, Лосев зарегистрировал фотоэдс до 3,4В, а в ходе очередного эксперимента, направленного на изучение изменения проводимости кристаллического детектора, был близок к открытию уже и транзистора. Однако из-за выбора для экспериментов кристаллов SiC получить достаточного усиления не удалось, а изучить излучение кристаллов (интенсивность, спектр) подробнее не смог — лаборатория просто не располагала необходимыми приборами. Но 20-летний О. Лосев успел открыть свойство кристаллического детектора генерировать, с помощью диодов первым (!) в мире построил усилители, генераторы электрических сигналов и радиоприемники на полупроводниковых усилительных приборах — стал пионером полупроводниковой электроники. Его детектор-усилитель кристадин послужил основой для современных кристаллических триодов, а открытое «отрицательное сопротивление» на несколько десятилетий предвосхитило концепцию туннельных диодов.

Он стал первым, нашедшим открытым им диодам отличную (и, что важно, сравнительно дешевую) замену вакуумным трубкам. Является родоначальником трех типов полупроводниковых приборов (ZnO усилитель, ZnO генератор и светодиоды на основе SiC). Обеспечил создание малогабаритных безвакуумных источников света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Лосев — автор первых научных трудов, описывающих процессы, происходящие в поверхностных слоях полупроводника. Внес большой вклад в исследование электролюминесценции в твердых полупроводниках, а полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» закрепили за нашей страной приоритет в области светодиодов (способность испускать свет при прохождении через них электрического толка). Первым в мире в 1928г. запатентовал устройство на светоизлучающих полупроводниковых диодах, начавших вытеснять лампы накаливания и ртутные газоразрядные излучатели, и, фактически, принадлежит к группе пионеров современной информационной техники, в которой полупроводниковая электроника — основа информационной революции, а все смартфоны имеют жидкокристаллические мониторы со светодиодной подсветкой.

Но тогда, в 20-е годы, изобретения Лосева, практическая значимость которых была огромной, реально, все-таки, после только что закончившейся Гражданской войны, должного развития получить не могли. И единственное, на что в целях расширения научной и промышленной базы радиодела пошло руководство ВСНХ — это тематику НРЛ вместе с сотрудниками передать Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) заводов слабого тока в Ленинграде. Где 27 июня 1928г. начался второй, ленинградский этап биографии О. Лосева, новым местом работы стала вакуум-физико-техническая лаборатория, а руководителем — профессор Б. Остроумов. При поддержке Физико-технического института (ФТИ), возглавляемого академиком А. Иоффе, им были продолжены работы по электролюминесценции, физике твердого тела, и по настоянию друзей он подготовил список документов для присуждения ученой степени (21 статья, 15 патентов и авторских свидетельств). А. Иоффе представил их ученому совету и по результатам заключения 2 июля 1938г. без защиты диссертации О. Лосеву (у него не было даже и высшего образования) была присвоена ученую степень кандидата физико-математических наук.

Однако к этому времени ЦРЛ преобразовалась в Институт радиовещательного приема и акустики (ИРПА), тематика которого стала отличаться от тематики исследований лаборатории, и в 1937г. Лосев был вынужден уйти на преподавательскую работу, на кафедру физики Первого медицинского института. Успел
запатентовать «световое реле», предвидя, что данное устройство окажется чрезвычайно полезным в телекоммуникациях, но довести проект до рабочего прототипа помешала Война. Совету А. Иоффе вместе со студентами и преподавателями института эвакуироваться в Пермь не последовал, продолжал разрабатывать и устанавливать аппаратуру сигнализации для госпиталей, создал хирургический металлоискатель для поиска пуль и осколков в ранах, был донором крови для раненых. Но такая полная самоотдача институтским делам, наступивший холод и голод сделали свое дело, и 22 января 1942 г., на 39-ом году жизни Олег
Владимирович
Лосев в госпитале Первого медицинского института блокадного Ленинграда скончался. Похоронен, предположительно, на Серафимовском кладбище.

Его открытия намного обогнали время, и тогда просто не было ни достаточно чистых материалов, ни теории полупроводников, чтобы осознать открытое, а главное — развивать дальше, и преждевременность открытия оборачивается драмой не только для автора, но и для самого открытия: оно забывается, а когда, наконец, приходит «его время» — «открывается» заново. Но кристадин и свечение гениального О.В. Лосева все равно останутся в истории техники и человеческой памяти навсегда — и Вечная им, и Ему Память.

 


Геннадий ТУРЕЦКИЙ

Дорогие читатели, поддержите газету! Наша газета в Ваших руках, всё, что Вам нужно сделать, это нажать на кнопку Вконтакте, которая находится выше этой надписи. Вы можете сделать репосты любого числа наших статей. Помогите газете и мы будем писать еще больше, интереснее и активнее!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *