Первооткрыватель p-n перехода в полупроводниках академик В.Е. Лашкарев

В XV – XIX и начале XX века – более 400 лет(!) – создатели вычислительных средств использовали десятичную систему счисления. Для представления цифр применялось колесо с десятью зубцами, а чисел – набор таких колес.

В. Е. Лашкарев

Именно так в XYII веке были созданы простейшие устройства для суммирования, вычитания и умножения чисел (машины Паскаля, и Лейбница), в которых использовалось от 8 до 13 колес.

В XVIII веке английский ученый Чарльз Беббидж спроектировал и частично построил "аналитическую машину" – первую цифровую вычислительную машину с программным управлением, включающую пять устройств – арифметическое, память управления, ввода и вывода (как в первых ЭВМ). Арифметическое устройство и память были спроектированы на основе зубчатых колес общим количеством более 50 тыс.!

В середине XX века с переходом от десятичной к двоичной системе счисления для этой цели стали использовать электромагнитные реле и электронные лампы (почти одновременно). Затем большое распространение получила память и логические элементы в которых использовались ферритные сердечники. Постепенно эти и многие другие достаточно громоздкие и ненадежные носители информации были вытеснены элементами на базе транзисторов, которые, совершенствуясь, превратились в интегральные схемы, содержащие вначале тысячи, а позднее миллионы компонентов.

За пятьдесят лет использования транзисторов у них не появилось серьезных конкурентов. Естественно задать вопрос – кто был первооткрывателем физических эффектов, положенных в основу транзистора? Чтобы ответить, раскроем еще одно "белое пятно" в развитии информационных технологий в Украине. Оно связано с именем и деятельностью выдающегося украинского физика Вадима Евгеньевича Лашкарева (1903–1974 гг.) Он по праву должен был бы войти в группу американских ученых (Джон Бардин, Вильям Шокли, Уотер Браттейн), которые в 1956 г. были удостоены Нобелевской премии по физике за открытие транзисторного эффекта.

Еще в 1941 г. В. Е. Лашкарев опубликовал статью "Исследование запирающих слоев методом термозонда" (Известия АН СССР сер. физ. т. 5, 1941 г.) и в соавторстве с К. М. Косоноговой статью "Влияние примесей на вентильный фотоэффект в закиси меди" (там же). Он установил, что обе стороны "запорного слоя" расположенного параллельно границе раздела медь-закись меди, знаки носителей тока противоположные. Впоследствии это явление получило название p-n перехода (p – от positive, n – от negative). Им же "был раскрыт механизм инжекции – важнейшего явления на основе которого действуют полупроводниковые диоды и транзисторы" (Н. Н. Боголюбов и др. "Памяти Вадима Евгеньевича Лашкарева", Успехи физических наук, т. 117, вып. 2, с. 377, 378. 1975 г.).

Первое сообщение в американской печати о появлении полупроводникового усилителя-транзистора появилось в июле 1948 г. – спустя 7 лет после статьи Лашкарева. Его изобретатели американские ученые Бардин и Браттейн пошли по пути создания т. н. точечного транзистора на базе кристалла германия n-типа. Первый обнадеживающий результат был получен ими в конце 1947 г. Однако, прибор вел себя неустойчиво, его характеристики отличались непредсказуемостью, и поэтому практического применения точечный транзистор не получил.

В 1951 г. в США появился более надежный плоскостной транзистор n-p-n типа. Его создал Шокли. Транзистор состоял из трех слоев германия n, p и n типа, общей толщиной в 1 см и был совсем не похож на последующие миниатюрные, а со временем и невидимые глазу компоненты интегральных схем.

Уже через несколько лет значимость изобретения американских ученых стала очевидной, и они были отмечены Нобелевской премией. Возможно, что начавшаяся "холодная война" или существовавший тогда "железный занавес" помешали добавить еще одного лауреата – В. Е. Лашкарева. Его интерес к полупроводникам не был случайным. Начиная с 1939 г. и до конца жизни он последовательно и результативно занимался исследованием их физических свойств. В дополнение к двум первым работам в 1950 г. он и В. И. Ляшенко опубликовали статью "Электронные состояния на поверхности полупроводника" (Юбил. сборн. к 70-летию акад. А. Ф. Иоффе, 1950 г.), в которой описали результаты исследований поверхностных явлений в полупроводниках, положенные в дальнейшем в основу работы интегральных схем на базе полевых транзисторов.

Под его руководством в начале 50-х годов в Институте физики НАН Украины было организовано производство точечных транзисторов.

Сформированная В. Е. Лашкаревым научная школа в области физики полупроводников становится одной из ведущих в Советском Союзе. Признанием значимости ее научных результатов стало создание в 1960 г. Института полупроводников НАН Украины, директором которого был назначен В. Е. Лашкарев.

Ученый родился и получил высшее образование в Киеве, затем работал в Ленинграде. К сожалению, первые годы его творческой деятельности совпали с годами репрессий, начавшихся после убийства Кирова в 1934 г. Он был арестован и выслан в Архангельск, где заведовал кафедрой физики в мединституте до 1939 г. Последующие самые плодотворные 35 лет своей жизни он провел в Киеве, оставив после себя целую плеяду учеников, выросших в крупных ученых, успешно продолжающих начатые В. Е. Лашкаревым исследования.

Подводя итог, можно сказать, что В. Е. Лашкарев является пионером информационных технологий в Украине, в бывшем Советском Союзе в области технологии компонентов (транзисторной элементной базы) средств вычислительной техники. Вполне справедливо считать его и одним из первых в мире основоположников транзисторной микроэлектроники.

Опубликовано на сайте "Музей истории компьютерной науки и техники в Украине".
Перепечатывается с разрешения редакции.