Narodziny sowieckiego systemu obrony przeciwrakietowej. Cristadyny, triody i tranzystory
Detektor ROBTiT i jego zastosowanie - mała radiostacja terenowa PMV. Niestety wojna przerwała badania w Imperium Rosyjskim, choć doprowadziła również do powstania Twerskiej radiostacji odbiorczej, w której zebrał się unikalny zespół badawczy kierowany przez profesora VK Lebedinsky'ego i M.A. Bonch-Bruevicha. To tam ówczesny 15-letni Oleg Losev zapoznał się z radiem. Zdjęcie: epos.ua
W Zelenogradzie twórczy impuls Yuditsky'ego osiągnął crescendo i tam zakończył się na zawsze. Aby zrozumieć, dlaczego tak się stało, zanurkujmy jeszcze raz w przeszłość i dowiedzmy się, jak ogólnie powstał Zelenograd, kto nim rządził i jakie zmiany zostały tam przeprowadzone. Temat sowieckich tranzystorów i mikroukładów jest jednym z najbardziej bolesnych w naszym Historie technologia. Spróbujmy prześledzić to od pierwszych eksperymentów do Zelenogradu.
W 1906 Greenleaf Whittier Pickard wynalazł wykrywacz kryształów, pierwsze urządzenie półprzewodnikowe, które mogło być używane zamiast lampy (która była faktycznie otwarta mniej więcej w tym samym czasie) jako główna część odbiornika radiowego. Niestety, aby wykrywacz zadziałał konieczne było znalezienie najbardziej czułego punktu na powierzchni niejednorodnego kryształu za pomocą metalowej sondy (tzw. koci wąs), co było niezwykle trudne i niewygodne. W rezultacie detektor został wyparty przez pierwsze lampy próżniowe, jednak wcześniej Picard dużo na nim zarobił i zwrócił uwagę na przemysł półprzewodników, który był początkiem wszystkich ich głównych badań.
Detektory kryształów były masowo produkowane nawet w Imperium Rosyjskim, w latach 1906–1908 powstało Rosyjskie Towarzystwo Telegrafów i Telefonów Bezprzewodowych (ROBTiT).
Losev
W 1922 r. O. V. Losev, pracownik laboratorium radiowego w Nowogrodzie, eksperymentujący z detektorem Picarda, odkrył zdolność kryształów w określonych warunkach do wzmacniania i generowania oscylacji elektrycznych i wynalazł prototypową diodę generatora - kristadin. Lata 1920. XX wieku w ZSRR były dopiero początkiem masowego krótkofalarstwa (tradycyjnego hobby sowieckich maniaków aż do samego upadku Związku), Losev z powodzeniem podszedł do tematu, proponując kilka dobrych obwodów odbiornika radiowego na kristadinie. Z biegiem czasu miał dwa razy szczęście – NEP przemaszerował przez kraj, rozwinął się biznes, nawiązano kontakty, w tym za granicą. W rezultacie (rzadkie wydarzenie dla ZSRR!) sowiecki wynalazek stał się znany za granicą, a Losev zyskał szerokie uznanie, gdy jego broszury zostały opublikowane w języku angielskim i niemieckim. Ponadto listy zwrotne do autora wysłano z Europy (ponad 700 w ciągu 4 lat: od 1924 do 1928), a on ustanowił handel pocztowy w cristadins (w cenie 1 rub. 20 kopiejek), nie tylko w ZSRR, ale także w Europie.
Praca Loseva została bardzo doceniona, redaktor słynnego amerykańskiego magazynu Radio News (Radio News z września 1924, s. 294, The Crystodyne Principe) nie tylko poświęcił osobny artykuł Kristadinowi i Losevowi, ale także ozdobił go niezwykle pochlebnym opis inżyniera i jego stworzenia (a artykuł został oparty na podobnym w paryskim magazynie Radio Revue - cały świat wiedział o skromnym pracowniku laboratorium w Niżnym Nowogrodzie, który nie miał nawet wyższego wykształcenia).
Z radością przedstawiamy w tym miesiącu naszym Czytelnikom epokowy wynalazek radiowy, który w najbliższych latach będzie miał największe znaczenie. Młody rosyjski wynalazca, pan. OV Lossev dał światu ten wynalazek, nie wykupując na niego żadnych patentów. Teraz z kryształem można zrobić wszystko i wszystko, co można zrobić za pomocą lampy próżniowej. …Naszych czytelników zapraszamy do nadsyłania artykułów na temat nowej zasady Crystodyne. Chociaż nie cieszymy się, że kryształ zastąpi lampę próżniową, stanie się on jednak bardzo potężnym konkurentem lampy. Przewidujemy wielkie rzeczy dla nowego wynalazku.
Kristadin Loseva z tego samego amerykańskiego artykułu w Radio News. Fot. Wiadomości Radiowe za wrzesień 1924, s. 294, Krystodyna Książęca
Niestety wszystko co dobre się kończy, a wraz z końcem NEP-u zakończyły się zarówno kontakty handlowe, jak i osobiste prywatnych kupców z Europą: odtąd takimi sprawami mogły zajmować się tylko właściwe organy, a nie chciały handlować w kristadins.
Krótko przed tym, w 1926 r., radziecki fizyk Ya I. Frenkel wysunął hipotezę o defektach struktury krystalicznej półprzewodników, którą nazwał „dziurami”. W tym czasie Losev przeniósł się do Leningradu i pracował w Centralnej Bibliotece Medycznej oraz Państwowym Instytucie Fizyki i Technologii pod kierunkiem A.F. Ioffe, zarabiając na nauczaniu fizyki jako asystent w Leningradzkim Instytucie Medycznym. Niestety jego los był tragiczny - odmówił opuszczenia miasta przed rozpoczęciem blokady, aw 1942 zmarł z głodu.
Niektórzy autorzy uważają, że winę za śmierć Loseva ponosi kierownictwo Instytutu Przemysłowego i osobiście A.F. Ioffe, który rozdzielał racje żywnościowe. Oczywiście nie chodzi o to, że został celowo zagłodzony na śmierć, ale raczej o to, że kierownictwo nie widziało w nim wartościowego pracownika, któremu trzeba ratować życie. Najciekawsze jest to, że przełomowe dzieło Łoseva przez wiele lat nie było zawarte w żadnych esejach historycznych na temat historii fizyki w ZSRR: problem polegał na tym, że nigdy nie otrzymał formalnego wykształcenia, a ponadto nigdy nie był ambitny i pracował na raz kiedy inni otrzymali tytuły naukowe.
Dzięki temu sukcesy skromnego asystenta laboratoryjnego zostały zapamiętane, gdy było to potrzebne, co więcej, nie wahali się korzystać z jego odkryć, ale on sam został mocno zapomniany. Na przykład Joffe pisał do Ehrenfest w 1930 roku:
„Naukowo mam wiele sukcesów. Tak więc Losev otrzymał poświatę w karborundzie i innych kryształach pod działaniem elektronów o napięciu 2–6 woltów. Granica blasku w widmie jest ograniczona.
Losev odkrył również efekt LED, niestety jego praca w domu nie została odpowiednio doceniona.
W przeciwieństwie do ZSRR, na Zachodzie, w artykule Egona E. Loebnera Subhistories of the Light Emitting Diode (IEEE Transaction Electron Devices. 1976. Vol. ED-23, No. 7, July) o drzewie rozwoju urządzeń elektronicznych, Losev jest przodkiem trzech rodzajów urządzeń półprzewodnikowych - wzmacniaczy, oscylatorów i diod LED.
Ponadto Losev był indywidualistą: ucząc się od mistrzów, słuchał tylko siebie, samodzielnie wyznaczał cele badawcze, wszystkie swoje artykuły bez współautorów (co, jak pamiętamy, według standardów biurokracji naukowej ZSRR , jest po prostu obraźliwe: nie umieszczać 2-3 nazwisk przed wszystkimi swoimi szefami). Losev nigdy oficjalnie nie wstąpił do żadnej szkoły ówczesnych władz - VK Lebedinsky, M.A. Bonch-Bruevich, A.F. Ioffe, i zapłacił za to dziesięcioleciami całkowitego zapomnienia. W tym samym czasie do 1944 r. W ZSRR stosowano detektory mikrofalowe według schematu Loseva.
Wadą detektorów Loseva było to, że parametry kristadinów były dalekie od lamp, a co najważniejsze, nie były masowo odtwarzalne, dziesiątki lat pozostały przed pełnoprawną kwantową teorią półprzewodnictwa, wtedy nikt nie rozumiał fizyki ich pracy i dlatego nie mógł ich poprawić. Pod naciskiem rur próżniowych kristadine zeszła ze sceny.
Jednak na podstawie pracy Loseva jego szef Ioffe w 1931 roku publikuje artykuł ogólny „Półprzewodniki - nowe materiały elektroniczne”, a rok później B.V. Kurchatov i V.P. Zhuze w pracy „O przewodności elektrycznej tlenku miedzi” wykazali, że wartość i rodzaj przewodności elektrycznej jest zdeterminowany stężeniem i charakterem domieszki w półprzewodniku, ale prace te opierały się na zagranicznych badaniach i odkryciu prostownika (1926) i ogniwa fotoelektrycznego (1930). W rezultacie okazało się, że leningradzka szkoła półprzewodników stała się pierwszą i najważniejszą w ZSRR, ale Ioffe uważano za jej ojca, chociaż wszystko zaczęło się od jego znacznie skromniejszego asystenta laboratoryjnego. W Rosji przez cały czas byli bardzo wrażliwi na mity i legendy i starali się nie zbezcześcić swojej czystości żadnymi faktami, więc historia inżyniera Loseva pojawiła się dopiero 40 lat po jego śmierci, już w latach 1980. XX wieku.
Davydov
Oprócz Ioffe i Kurchatova Boris Iosifovich Davydov prowadził prace z półprzewodnikami w Leningradzie (również niezawodnie zapomniano, na przykład, na rosyjskiej Wiki nie ma nawet artykułu o nim, a w wielu źródłach jest uparcie nazywany Ukraińcem akademik, choć był doktorem, ale z Ukrainą nie miał nic wspólnego). Ukończył LPI w 1930 roku, zanim zdał egzaminy na świadectwo zewnętrznie, następnie pracował w Leningradzkim Instytucie Fizyki i Techniki oraz Instytucie Badawczym Telewizji. Na podstawie swojej przełomowej pracy na temat ruchu elektronów w gazach i półprzewodnikach Dawidow opracował dyfuzyjną teorię prostowania prądu i występowania fotoelektronicznego pola elektromagnetycznego i opublikował ją w artykule „O teorii ruchu elektronów w gazach i półprzewodnikach” (JETP). VII, z. 9-10, s. 1069-89, 1937). Zaproponował własną teorię przepływu prądu w strukturach diodowych półprzewodników, w tym o różnych typach przewodnictwa, nazwanych później złączami pn, i proroczo zasugerował, że do realizacji takiej struktury nadawałby się german. W teorii zaproponowanej przez Dawidowa najpierw teoretycznie uzasadniono złącze pn i wprowadzono pojęcie wstrzykiwania.
Artykuł Davydova doceniono także za granicą, choć później. J. Bardeen (John Bardeen) w swoim noblowskim wykładzie w 1956 wymienił go jako jednego z ojców teorii półprzewodnictwa, obok Wilsona (Sir Alan Herries Wilson), Frenkla, Motta (Sir Nevill Francis Mott), Shockley (William Bradford). Shockley) i Schottky (Walter Hermann Schottky).
Niestety, los samego Dawidowa w jego ojczyźnie był smutny, w 1952 roku, podczas prześladowań „syjonistów i kosmopolitów bez korzeni”, został wyrzucony z Instytutu Kurczatowa jako niewiarygodny, jednak pozwolono mu studiować fizykę atmosfery w Instytucie Fizyka Ziemi Akademii Nauk ZSRR. Zły stan zdrowia i stres nie pozwalały mu na dalszą pracę przez długi czas. W wieku zaledwie 55 lat Boris Iosifovich zmarł w 1963 roku. Wcześniej zdołał przygotować do rosyjskiego wydania dzieła Boltzmanna i Einsteina.
Laszkariew
Jednak prawdziwi Ukraińcy i akademicy również nie stali z boku, choć pracowali w tym samym miejscu – w samym sercu sowieckich badań nad półprzewodnikami, Leningradzie. Urodzony w Kijowie przyszły akademik Akademii Nauk Ukraińskiej SRR Wadim Jewgienijewicz Laszkariew przeniósł się do Leningradu w 1928 r. i pracował w Leningradzkim Instytucie Fizyki i Techniki, kierując katedrą rentgena i optyki elektronowej, a od 1933 r. , laboratorium dyfrakcji elektronów. Pracował tak dobrze, że w 1935 został doktorem fizyki i matematyki. n. zgodnie z wynikami laboratorium, bez obrony rozprawy.
Jednak wkrótce potem lodowisko represji przesunęło się i w tym samym roku został aresztowany, doktor nauk fizycznych i matematycznych został aresztowany pod dość schizofrenicznym zarzutem „uczestnictwa w kontrrewolucyjnej grupie o mistycznej perswazji”, jednak , wyszedł zaskakująco humanitarnie - tylko 5 lat wygnania w Archangielsku. Ogólnie rzecz biorąc, sytuacja była ciekawa, według wspomnień jego ucznia, później członka Akademii Nauk Medycznych N. M. Amosowa, Lashkarev naprawdę wierzył w spirytyzm, telekinezę, telepatię itp., Uczestniczył w sesjach (ponadto z grupa tych samych miłośników zjawisk paranormalnych), za którą został zesłany. W Archangielsku mieszkał jednak nie w obozie, ale w prostym pokoju, a nawet został dopuszczony do nauczania fizyki.
W 1941 roku, po powrocie z emigracji, kontynuował pracę rozpoczętą z Ioffe i odkrył przejście pn w tlenku miedziawym. W tym samym roku Lashkarev opublikował wyniki swoich odkryć w artykułach „Badanie warstw barierowych metodą sondy termicznej” i „Wpływ zanieczyszczeń na efekt fotoelektryczny zaworu w tlenku miedzi” (współautor z KM Kosonogovą). Później, podczas ewakuacji w Ufie, opracował i uruchomił produkcję pierwszych sowieckich diod z tlenku miedzi do radiostacji.
Pierwsza radziecka dioda tlenku miedzi Lashkareva była produkowana równolegle z diodami germanowymi do połowy lat pięćdziesiątych. Zdjęcie: ukrainiancomputing.org
Zbliżając sondę termiczną do igły detektora, Lashkarev faktycznie odtworzył strukturę tranzystora punktowego, jeszcze jeden krok - i wyprzedziłby Amerykanów o 6 lat i odkrył tranzystor, ale niestety ten krok nigdy nie był zajęty.
Madoyan
W końcu w 1943 r. dokonano innego podejścia do tranzystora (niezależnego od wszystkich innych ze względu na tajemnicę). Następnie, z inicjatywy znanego nam już A. I. Berga, przyjęto słynny dekret „O lokalizacji radaru”, a rozwój detektorów półprzewodnikowych rozpoczął się w specjalnie zorganizowanych TsNII-108 MO (S. G. Kałasznikow) i NII-160 (A. V. Krasiłow ). Ze wspomnień N. A. Penina (pracownika Kałasznikowa):
„Pewnego dnia podekscytowany Berg wpadł do laboratorium z Journal of Applied Physics – oto artykuł o spawanych detektorach radarowych, przepisz dziennik dla siebie i działaj”.
Obie grupy z powodzeniem zaobserwowały efekty tranzystorowe. W zapisach laboratoryjnych grupy detektorów Kałasznikowa z lat 1946–1947 są tego dowody, ale według wspomnień Penina takie urządzenia zostały „wyrzucone jako odpad”.
Równolegle, w 1948 r., Grupa Krasilowa, która rozwijała diody germanowe do stacji radarowych, uzyskała efekt tranzystora i próbowała go wyjaśnić w artykule "Crystal Triode" - pierwsza publikacja w ZSRR na temat tranzystorów, niezależnie od artykułu Shockleya w " Przegląd fizyczny” i prawie jednocześnie. Co więcej, ten sam niespokojny Berg dosłownie wetknął nos w tranzystorowy efekt Krasilowa. Zwrócił uwagę na artykuł J. Bardeena i W.H. Brattana, The Transistor, A Semi-Conductor Triode (Phys. Rev. 74, 230 - opublikowany 15 lipca 1948), daj znać we Fryazino. Krasiłow połączył z problemem swoją doktorantkę S.G. Madoyana (cudowna kobieta, która odegrała ważną rolę w produkcji pierwszych sowieckich tranzystorów, nawiasem mówiąc, nie jest córką ministra ArSSR G.K. Madoyana, ale skromnym Gruzinem chłop G. A. Madoyan). Alexander Nitusov w artykule „Susanna Gukasovna Madoyan, twórca pierwszej triody półprzewodnikowej w ZSRR” opisuje, jak doszła do tego tematu (w swoich słowach):
„W 1948 r. w Moskiewskim Instytucie Technologii Chemicznej na Wydziale Technologii Urządzeń Elektropróżniowych i Wyładowczych ... podczas dystrybucji prac dyplomowych temat „Badanie materiałów do triody krystalicznej” trafił do nieśmiałego studenta, który był ostatnim na liście grupy. Obawiając się, że sobie nie poradzi, biedak zaczął prosić lidera grupy o coś innego. Ona, posłuchawszy namowy, zadzwoniła do dziewczyny, która była w pobliżu i powiedziała: „Zuzanno, zamień się z nim. Jesteś odważną, aktywną dziewczyną i zrozumiesz to. Tak więc 22-letnia doktorantka, nie spodziewając się tego sama, okazała się pierwszym twórcą tranzystorów w ZSRR.
W rezultacie otrzymała skierowanie na NII-160, w 1949 roku eksperyment Brattain został przez nią odtworzony, ale nic więcej nie poszło dalej. Znaczenie tych wydarzeń jest w naszym kraju tradycyjnie przeceniane, wynosząc je do rangi stworzenia pierwszego krajowego tranzystora. Tranzystora nie wykonano jednak wiosną 1949 roku, efekt tranzystora zademonstrowano jedynie na mikromanipulatorze, a kryształy germanu nie zostały użyte, lecz wyekstrahowane z detektorów Philipsa. Rok później próbki takich urządzeń opracowano w FIAN, LPTI oraz w IRE Akademii Nauk ZSRR. Na początku lat pięćdziesiątych Lashkarev wyprodukował również pierwsze tranzystory punktowe w laboratorium Instytutu Fizyki Akademii Nauk Ukraińskiej SRR.
Ku naszemu wielkiemu ubolewaniu już 23 grudnia 1947 r. Walter Brattain w AT&T Bell Telephone Laboratories dokonał prezentacji wynalezionego przez siebie urządzenia – działającego modelu pierwszego tranzystora. W 1948 roku miała miejsce prezentacja pierwszego radia tranzystorowego AT&T, a w 1956 roku William Shockley, Walter Brattain i John Bardeen otrzymali Nagrodę Nobla za jedno z największych odkryć w historii ludzkości. Tak więc radzieccy naukowcy (zbliżywszy się dosłownie milimetr od podobnego odkrycia przed Amerykanami, a nawet widząc to na własne oczy, co jest szczególnie denerwujące!) Przegrali wyścig tranzystorów.
Dlaczego przegraliśmy wyścig tranzystorów
Jaki był powód tego niefortunnego wydarzenia?
W latach dwudziestych i trzydziestych szliśmy łeb w łeb nie tylko z Amerykanami, ale w ogóle z całym światem zaangażowanym w badania nad półprzewodnikami. Wszędzie były podobne prace, odbywała się owocna wymiana doświadczeń, pisano artykuły, odbywały się konferencje. ZSRR był najbliżej stworzenia tranzystora, dosłownie trzymaliśmy w rękach jego prototypy i 1920 lat wcześniej niż Yankees. Niestety przeszkodziło nam przede wszystkim słynne skuteczne zarządzanie na sposób sowiecki.
Po pierwsze, prace nad półprzewodnikami prowadziło kilka niezależnych zespołów, te same odkrycia dokonywały się niezależnie, autorzy nie mieli informacji o osiągnięciach swoich kolegów. Powodem tego była wspomniana już paranoiczna sowiecka tajemnica wszelkich badań w dziedzinie elektroniki obronnej. Ponadto głównym problemem radzieckich inżynierów było to, że w przeciwieństwie do Amerykanów, początkowo nie szukali oni celowo zamiennika dla triody próżniowej - opracowali diody do radaru (próbując skopiować przechwycone niemieckie, Phillips) i wynik końcowy został uzyskany niemal przez przypadek i nie od razu zdał sobie sprawę z jego potencjału.
Pod koniec lat 1940. w elektronice radiowej dominowały problemy radarowe, to dla radaru opracowano magnetrony i klistrony w elektrovacuum NII-160, ich twórcy oczywiście odgrywali pierwsze role. Detektory krzemowe były również przeznaczone do radarów. Krasiłow był przytłoczony rządowymi tematami dotyczącymi lamp i diod i nie obciążał się jeszcze bardziej, wyjeżdżając w niezbadane obszary. A cechy pierwszych tranzystorów były tak dalekie od monstrualnych magnetronów potężnych radarów, że wojsko nie widziało w nich żadnego zastosowania.
W rzeczywistości nic lepszego niż lampy nie zostało wynalezione dla radarów o dużej wytrzymałości, wiele takich potworów z czasów zimnej wojny nadal działa i działa, zapewniając niezrównane parametry. Na przykład, rury o fali podróżnej z prętami pierścieniowymi (największe na świecie, o długości ponad 3 metrów) opracowane przez firmę Raytheon na początku lat 1970. i nadal produkowane przez L3Harris Electron Devices są używane w systemach AN/FPQ-16 PARCS (1972) i AN / FPS-108 COBRA DANE (1976), który później stał się podstawą słynnego Don-2N. System PARCS śledzi ponad połowę wszystkich obiektów na orbicie Ziemi i jest w stanie wykryć obiekt wielkości piłki do koszykówki z odległości 3200 km. Lampa o jeszcze wyższej częstotliwości znajduje się w radarze Cobra Dane na odległej wyspie Shemya, 1900 km od wybrzeża Alaski, który monitoruje wystrzeliwanie rakiet spoza USA i zbiera dane z obserwacji satelitarnych. Lampy radarowe są opracowywane nawet teraz, na przykład w Rosji są produkowane przez JSC NPP „Istok” im. Shokin (dawny NII-160).
AN/FPQ-16 PARCS i AN/FPS-108 COBRA DANE. Zdjęcie: wikipedia.org
Ponadto grupa Shockley opierała się na najnowszych badaniach w dziedzinie mechaniki kwantowej, odrzucając już wczesne ślepe kierunki Yu.E. Lilienfelda, R. Pohla (Robert Wichard Pohl) i innych poprzedników lat 20. . Bell Labs, niczym odkurzacz, wyssał dla swojego projektu najlepsze mózgi w Stanach Zjednoczonych, nie szczędząc pieniędzy. Firma zatrudniała ponad 30 naukowców z wyższym wykształceniem, a grupa zajmująca się tranzystorami stała na samym szczycie tej piramidy inteligencji.
W tamtych latach w ZSRR były problemy z mechaniką kwantową. Pod koniec lat 1940. krytykowano mechanikę kwantową i teorię względności za „burżuazyjny idealizm”. Radzieccy fizycy, tacy jak K. V. Nikolsky i D. I. Błochintsev (patrz marginalny artykuł D. I. Błochincewa „A Critique of the Idealistic Understanding of Quantum Theory”, UFN, 1951) uparcie próbowali rozwinąć „poprawną marksistowską” naukę, tak jak w nazistowskich Niemczech naukowcy próbowali stworzyć „rasowo poprawną” fizykę, ignorując również pracę Żyda Einsteina. Pod koniec 1948 r. rozpoczęto przygotowania do Ogólnounijnej Konferencji Kierowników Wydziałów Fizyki w celu „poprawy” zaistniałych „pominięć” w fizyce, ukazał się zbiór „Przeciw idealizmowi we współczesnej fizyce” w jakie propozycje zostały złożone w celu zmiażdżenia „einsteinizmu”.
Jednak kiedy Beria, który nadzorował prace nad stworzeniem bomby atomowej, zapytał I. V. Kurchatova, czy to prawda, że mechanika kwantowa i teoria względności powinny zostać porzucone, usłyszał:
„Jeśli z nich zrezygnujesz, musisz zrezygnować z bomby”.
Pogromy zostały zniesione, ale mechanika kwantowa i RT nie mogły być oficjalnie badane w ZSRR aż do połowy lat pięćdziesiątych. Na przykład w 1950 r. Jeden z radzieckich „marksistowskich naukowców” w książce „Filozoficzne zagadnienia współczesnej fizyki” (i wydawnictwie Akademii Nauk ZSRR!) „udowodnił” błąd E = mc², aby współczesny szarlatani zazdrościliby:
„W tym przypadku dochodzi do swoistej i nie ujawnionej jeszcze konkretnie przez naukę redystrybucji wielkości masy, w której masa nie znika i która jest wynikiem głębokiej zmiany rzeczywistych połączeń układu… Nie zachodzi przemiana masy w energię, ale zachodzi złożony proces przemian materialnych, w których masa i energia… ulegają odpowiednim zmianom.
Wtórował mu jego kolega, inny „wielki fizyk marksistowski” A. K. Timiryazev w artykule „Po raz kolejny o fali idealizmu we współczesnej fizyce”:
„Artykuł potwierdza, po pierwsze, że zaszczepienie w naszym kraju einsteinizmu i mechaniki kwantowej było ściśle związane z antysowiecką działalnością wroga, po drugie, że odbywało się w szczególnej formie oportunizmu – kultu Zachodu, i po trzecie, że już w 1930 r. Nie udowodniono idealistycznej istoty „nowej fizyki” i „porządku społecznego” dla niej ze strony imperialistycznej burżuazji.
A ci ludzie chcieli dostać tranzystor?!
Czołowi naukowcy z Akademii Nauk ZSRR Leontovich, Tamm, Fok, Landsberg, Khaikin i inni zostali usunięci z Wydziału Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego jako „idealiści burżuazyjni”. Kiedy w 1951 roku, w związku z likwidacją Wydziału Fizyki i Techniki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, jego studenci, którzy studiowali u Piotra Kapitsy i Lwa Landaua, zostali przeniesieni na wydział fizyki, byli autentycznie zaskoczeni niskim poziomem nauczyciele wydziału fizyki. Jednocześnie do czasu dokręcenia śrub od drugiej połowy lat 1930. nie było mowy o czystkach ideologicznych w nauce, wręcz przeciwnie, odbywała się owocna wymiana myśli ze społecznością międzynarodową, np. wizytował Robert Pohl. ZSRR w 1928 r., uczestnicząc wraz z ojcami mechaniki kwantowej Paulem Diracem (Paul Adrien Maurice Dirac), Maxem Bornem i innymi na VI Zjeździe Fizyków w Kazaniu, a wspomniany już Losev jednocześnie swobodnie pisali listy o efekt fotoelektryczny do Einsteina. Dirac w 1932 opublikował artykuł we współpracy z naszym fizykiem kwantowym Vladimirem Fokiem. Niestety, rozwój mechaniki kwantowej w ZSRR zatrzymał się pod koniec lat 1930. i trwał tam do połowy lat 1950., kiedy to po śmierci Stalina ideologiczne śruby rozpętały i potępiły łysenkoizm i inne ultramarginalne marksistowskie „przełomy naukowe”.
Wreszcie był też nasz, czysto wewnętrzny czynnik, wspomniany już antysemityzm, odziedziczony po Imperium Rosyjskim. Po rewolucji nigdzie nie zniknęła, a pod koniec lat czterdziestych „kwestia żydowska” zaczęła się odradzać. Według wspomnień dewelopera CCD Yu.R. Nosova, który spotkał się z Krasilowem w tej samej radzie rozprawy (opisanych w Electronics nr 1940/3):
ci, którzy są starsi i mądrzejsi, wiedzieli, że w takiej sytuacji trzeba leżeć nisko, chwilowo znikać. Przez dwa lata Krasiłow rzadko odwiedzał NII-160. Powiedzieli, że wprowadza detektory w fabryce Tomilinsky. Właśnie wtedy kilku znanych mikrofalowych surferów Fryazino, kierowanych przez SA Zusmanovsky'ego, wbrew swojej woli, grzmiało do Saratowa, aby podnieść elektroniczną, dziewiczą glebę Wołgi. Przedłużająca się „podróż służbowa” Krasiłowa nie tylko spowolniła nasz start tranzystorowy, ale także dała początek naukowcowi - ówczesnemu przywódcy i autorytecie, który podkreślał ostrożność i rozwagę, co być może później opóźniło rozwój tranzystorów z krzemu i arsenku galu.
Porównaj to z pracą grupy Bell Labs.
Prawidłowe sformułowanie celu projektu, terminowość jego ustalenia, dostępność kolosalnych zasobów. Dyrektor ds. rozwoju Marvin Kelly, specjalista mechaniki kwantowej, zgromadził grupę najwyższej klasy specjalistów z Massachusetts, Princeton i Stanford, przekazując im niemal nieograniczone zasoby (setki milionów dolarów rocznie). William Shockley, jako osoba, był swego rodzaju odpowiednikiem Steve'a Jobsa: szalenie wymagający, skandaliczny, niegrzeczny wobec podwładnych, miał obrzydliwy charakter (w przeciwieństwie do Jobsa był też nieważny jako kierownik), ale jednocześnie czas, jako lider techniczny grupy, miał najwyższy profesjonalizm, rozpiętość perspektyw i maniakalne ambicje – aby osiągnąć sukces, był gotowy do pracy 24 godziny na dobę. Oczywiście poza tym, że był znakomitym fizykiem eksperymentalnym. Grupa powstała według zasady multidyscyplinarnej - każdy jest mistrzem swojego rzemiosła.
brytyjski
Szczerze mówiąc, pierwszy tranzystor został radykalnie niedoceniony przez całą społeczność światową, nie tylko w ZSRR, i to była wina samego urządzenia. Tranzystory punktowe germanowe były straszne. Miały małą moc, były wykonane niemal ręcznie, podczas podgrzewania i potrząsania traciły swoje parametry i zapewniały ciągłą pracę w zakresie od pół godziny do kilku godzin. Jedyną ich przewagą nad lampami była kolosalna kompaktowość i niski pobór mocy. A problemy z państwowym zarządzaniem rozwojem były nie tylko w ZSRR. Na przykład Brytyjczycy, zdaniem Hansa-Joachima Queissera (Hans-Joachim Queisser, pracownik Shockley Transistor Corporation, ekspert od kryształów krzemu i wraz z Shockleyem, ojcem ogniw słonecznych), generalnie uważali tranzystor za jakiś sprytny chwyt reklamowy Bell Laboratories.
O dziwo, udało im się przeoczyć produkcję mikroukładów po tranzystorach, mimo że pomysł integracji został po raz pierwszy zaproponowany w 1952 roku przez brytyjskiego inżyniera radia Geoffreya Williama Arnolda Dummera, nie mylić ze słynnym Amerykaninem Jeffreyem Lionelem Dahmerem , który później zasłynął jako „prorok układów scalonych”. Przez długi czas bezskutecznie próbował znaleźć finansowanie w domu, dopiero w 1956 roku udało mu się stworzyć prototyp własnego układu scalonego poprzez wzrost stopu, ale doświadczenie nie powiodło się. W 1957 brytyjskie Ministerstwo Obrony ostatecznie uznało jego pracę za mało obiecującą, urzędnicy uzasadnili odmowę wysokimi kosztami i gorszymi parametrami niż w przypadku urządzeń dyskretnych (gdzie brali wartości parametrów jeszcze nie stworzonych układów scalonych – tajemnica biurokratyczna ).
Równolegle wszystkie 4 angielskie firmy zajmujące się półprzewodnikami próbowały prywatnie rozwijać układy scalone: STC, Plessey, Ferranti i Marconi-Elliott Avionic Systems Ltd (utworzone przez przejęcie Elliott Brothers przez GEC-Marconi), ale żadna z nich tak naprawdę nie ustanowiła produkcji mikroukładów . Zrozumienie zawiłości brytyjskiej technologii jest dość trudne, ale książka „Historia światowego przemysłu półprzewodnikowego (historia i zarządzanie technologią)”, napisana w 1990 roku, pomogła.
Jego autor Peter Robins (Peter Robin Morris) twierdzi, że Amerykanie nie byli pierwszymi, którzy opracowali mikroukłady. Plessey wykonał prototyp IC już w 1957 (przed Kilby!), chociaż produkcja komercyjna została opóźniona do 1965 (!!) i ten moment został stracony. Alex Cranswick, były pracownik Plessey, powiedział, że w 1968 roku otrzymali bardzo szybkie bipolarne tranzystory krzemowe i wykonali z nich dwa urządzenia logiczne ECL, w tym wzmacniacz logarytmiczny (SL521), który był używany w wielu projektach wojskowych, prawdopodobnie w komputerach ICL.
Peter Swann twierdzi w „Corporate Vision and Rapid Technological Change”, że Ferranti przygotował na zamówienie swoje pierwsze układy scalone z serii MicroNOR I flota w 1964 roku. Kolekcjoner pierwszych mikroukładów, Andrew Wylie, wyjaśnił te informacje w korespondencji z byłymi pracownikami Ferranti i potwierdzili to, chociaż prawie niemożliwe jest znalezienie informacji na ten temat poza niezwykle wysoko wyspecjalizowanymi brytyjskimi książkami (tylko modyfikacja MicroNOR II dla Ferranti Argus 400 1966 jest dobrze znany w sieci roku).
Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, STC nie opracowało układów scalonych do produkcji komercyjnej, chociaż produkowało urządzenia hybrydowe. Marconi-Elliot wykonał komercyjne mikroukłady, ale w niezwykle małym nakładzie i prawie żadne informacje na ich temat nie zachowały się nawet w brytyjskich źródłach z tamtych lat. W rezultacie wszystkie 4 brytyjskie firmy całkowicie przegapiły przejście na maszyny trzeciej generacji, które aktywnie rozpoczęło się w USA w połowie lat 1960., a nawet w ZSRR w tym samym czasie - tutaj Brytyjczycy nawet pozostawali w tyle za Sowietami.
W rzeczywistości, przegapiwszy rewolucję techniczną, byli również zmuszeni dogonić Stany Zjednoczone, a w połowie lat 1960. Wielka Brytania (reprezentowana przez MLK) w żadnym wypadku nie była przeciwna zjednoczeniu się z ZSRR w celu wyprodukowania nowego singla linia komputerów mainframe, ale to zupełnie inna historia.
W ZSRR nawet po przełomowej publikacji Bell Labs tranzystor nie stał się priorytetem Akademii Nauk.
Na VII Ogólnounijnej Konferencji Półprzewodników (1950), pierwszej powojennej konferencji, prawie 40% raportów poświęcono fotoelektryczności, a ani jednej germanowi i krzemowi. A w wysokich kręgach naukowych bardzo skrupulatnie podchodzili do terminologii, nazywając tranzystor „triodą kryształową” i próbując zastąpić „dziury” „dziurami”. Jednocześnie książka Shockleya została przetłumaczona w naszym kraju natychmiast po jej opublikowaniu na Zachodzie, ale bez wiedzy i zgody zachodnich wydawców i samego Shockleya. Co więcej, w wersji krajowej pominięto akapit przedstawiający „idealistyczne poglądy fizyka Bridgmana, z którym autor w pełni się zgadza”, a przedmowa i przypisy były pełne krytyki:
„Materiał nie jest prezentowany wystarczająco konsekwentnie… Czytelnik… będzie oszukany w swoich oczekiwaniach… Poważną wadą książki jest tłumienie pracy sowieckich naukowców”.
Podano liczne notatki, „które powinny pomóc sowieckiemu czytelnikowi zrozumieć błędne wypowiedzi autora”. Można się zastanawiać, dlaczego przetłumaczyli tak gównianą rzecz, nie mówiąc już o używaniu jej jako podręcznika o półprzewodnikach.
Punkt krytyczny 1952
Punkt zwrotny w zrozumieniu roli tranzystorów w Związku Radzieckim nastąpił dopiero w 1952 r., kiedy ukazał się specjalny numer amerykańskiego czasopisma radiotechnicznego Proceedings of the Institute of Radio Engineers (obecnie IEEE), w całości poświęcony tranzystorom. Na początku 1953 roku nieugięty Berg postanowił położyć kres tematowi, który rozpoczął 9 lat temu, i poszedł z kartami atutowymi, sięgając na sam szczyt. W tym momencie był już wiceministrem obrony i przygotował list do KC KPZR w sprawie rozwoju podobnej pracy. To wydarzenie zostało nałożone na sesję VNTORES, na której kolega Loseva, B. A. Ostroumov, sporządził duży raport „Sowiecki priorytet w tworzeniu krystalicznych przekaźników elektronicznych w oparciu o pracę O. V. Loseva”.
Nawiasem mówiąc, był jedynym, który uhonorował wkład kolegi. Wcześniej, w 1947 r., w kilku numerach czasopisma Uspekhi fizicheskikh nauk ukazały się przeglądy rozwoju fizyki radzieckiej na przestrzeni trzydziestu lat – „Sowieckie badania nad półprzewodnikami elektronicznymi”, „Radziecka radiofizyka za 30 lat”, „Radziecka elektronika w 30 lat”, a o Losev i jego studiach nad kristadinem wspomina się tylko w jednej recenzji (B. I. Davydova), a nawet wtedy mimochodem.
W tym czasie, na podstawie prac z 1950 roku, OKB 498 opracowało pierwsze radzieckie diody szeregowe od DG-V1 do DG-V8. Temat był na tyle tajny, że szyję usunięto ze szczegółów rozwoju już w 2019 roku.
W rezultacie w 1953 r. Utworzono jeden specjalny NII-35 (później „Pulsar”), aw 1954 r. Zorganizowano Instytut Półprzewodników Akademii Nauk ZSRR, którego dyrektorem był szef Loseva, akademik Ioffe. W NII-35, w roku otwarcia, Susanna Madoyan tworzy pierwszą próbkę płaskiego tranzystora pnp ze stopu germanu, aw 1955 r. Rozpoczyna się ich produkcja pod markami KSV-1 i KSV-2 (dalej P1 i P2). Jak wspomina wspomniany Nosov:
"Ciekawe, że wykonanie Berii w 35 roku przyczyniło się do szybkiego rozwoju NII-1953. W tym czasie SKB-627 znajdował się w Moskwie, w którym próbowano stworzyć magnetyczną powłokę antyradarową, Beria objęła patronatem przedsiębiorstwo. Po jego aresztowaniu i egzekucji dyrekcja SKB roztropnie rozwiązała się, nie czekając na konsekwencje, budynek, personel i infrastrukturę - wszystko poszło na projekt tranzystora, do końca 1953 r. Była tutaj cała grupa A. V. Krasiłowa.
Czy to mit, czy nie, pozostaje na sumieniu autora cytatu, ale znając ZSRR, może tak być.
W tym samym roku w zakładzie Svetlana w Leningradzie rozpoczęła się przemysłowa produkcja tranzystorów punktowych KS1-KS8 (niezależny analog Bell Type A). Rok później moskiewski NII-311 z fabryką pilotażową został przemianowany na Sapphire Research Institute z fabryką Optron i przeorientowany na rozwój diod półprzewodnikowych i tyrystorów.
W latach pięćdziesiątych XX wieku w ZSRR, prawie jednocześnie ze Stanami Zjednoczonymi, opracowano nowe technologie produkcji tranzystorów złączowych i bipolarnych: stopowe, dyfuzyjne stopowe i dyfuzyjne mesa. Aby zastąpić serię KSV w NII-50, F. A. Shchigol i N. N. Spiro rozpoczęli seryjną produkcję tranzystorów punktowych S160G-S1G (obudowa serii C została skopiowana z Raytheon SK4-703), wielkość produkcji wynosiła kilkadziesiąt sztuk dziennie.
Jak przebiegało przejście od tych kilkudziesięciu do budowy centrum w Zelenogradzie i produkcji układów scalonych? Porozmawiamy o tym następnym razem.
informacja