А в это время на платформах… Сам факт делимости земной коры континентов на геосинклинали и платформы установил, напомню, в 1875 г. Зюсс. А первым, кто всерьез стал изучать строение и развитие конкретной платформы, был А. П. Карпинский. Восточно-Европейской (или Русской)

Диалектика изобретения Даже формальная логика представляет прежде всего метод для отыскания новых результатов, для перехода от известного к неизвестному; то же самое, только в гораздо более высоком смысле, представляет собой диалектика. Ф.

Часть III Новое время Историки пока не пришли к согласию в том, когда конкретно Средние века в Европе сменились Новым временем. Есть множество удобных дат, разбросанных на два столетия. Одна из ранних – 1453 г.; именно в это время турки покорили Византию, что породило

Биография

Олег Владимирович Лоссев - советский физик и изобретатель (15 патентов и авторских свидетельств), кандидат физико-математических наук (1938; за исследования по электролюминесценции, без защиты диссертации). Получил известность за изобретение генерирующего кристаллического детектора. Автор первых научных трудов, описывающих процессы, происходящие в поверхностных слоях полупроводника. Внёс большой вклад в исследование электролюминесценции в твёрдых полупроводниках.

Детство и юность

О.В. Лосев родился 27 апреля 1903 года в Твери. Отец Лосева - конторский служащий Верхневолжского завода железнодорожных материалов (в настоящее время Тверской вагоностроительный завод), бывший штабс-капитан царской армии, дворянин. Мать занималась домашним хозяйством и воспитанием сына.

Будучи учеником школы второй ступени, Лосев в 1917 году попадает на публичную лекцию начальника Тверской радиостанции В. М. Лещинского, посвящённую достижениям в радиотехнике. Лекция произвела большое впечатление на юношу, он ещё сильнее увлёкся радиотехникой.

Мечта о приёме радио приводит Лосева на Тверскую радиостанцию, где он ближе знакомится с В. М. Лещинским (ставшим впоследствии его руководителем), а затем и с М. А. Бонч-Бруевичем и профессором Рижского политехникума В. К. Лебединским.

Работа в Нижегородской радиолаборатории

В 1920 году Лосев приехал в Москву, чтобы поступить в Московский институт связи. После встречи со своими знакомыми из Тверской радиостанции на проходившем в сентябре в Москве первом Российском радиотехническом съезде, молодой человек решает оставить учёбу в институте и уехать работать в Нижегородскую лабораторию имени В. И. Ленина, куда перевели работать в середине августа 1918 года коллектив радиолаборатории при Тверской радиостанции.

В Нижнем Новгороде Лосев пытался устроиться на работу, однако из-за отсутствия вакансий смог устроиться только на должность рассыльного. Научная карьера в НРЛ началась для Лосева только через несколько месяцев, когда он стал младшим научным сотрудником.

Неудачные опыты в конце 1921 года с гетеродинами, использующими электрическую дугу, обращают внимание учёного на кристаллические детекторы - ему показалось, что детекторный контакт - это ещё более миниатюрная электрическая дуга. Получив отпуск в конце 1921 года, Лосев уезжает в Тверь, где продолжает исследовать кристаллы в своей домашней лаборатории. Используя кристалл цинкита (ZnO) и угольную нить в качестве электрода, Лосев собирает детекторный приёмник и 12 января 1922 г. впервые слышит работу незатухающих станций. Отличительной особенностью приёмника являлась возможность подачи смещения на кристалл с помощью трёх батареек от карманного фонаря (12 вольт). Сконструированный приёмник по чувствительности был на уровне имевшегося у Лосева регенеративного радиоприёмника.

Исследуя характеристики детекторов на основе цинкита при генерации незатухающих колебаний, Лосев изучил условия, при которых детектор усиливал сигнал. Результаты этой работы были изложены им 9 марта 1922 года на лабораторной беседе в докладе на тему «Детектор-генератор».

Основные тезисы доклада:

Вольт-амперная характеристика генерирующих точек кристалла имеет отрицательный участок.

Детектор может быть усилителем только на отрицательном участке вольт-амперной характеристики.

Добиваясь устойчивости работы детекторов, он экспериментирует с различными материалами кристалла детектора и проволочки. Выясняется, что лучше всего подходят для генерации кристаллы цинкита, изготовленные с помощью оплавления электрической дугой, а лучший материал проволочки - уголь. Лосевым также были проведены исследования электропроводности от формы и обработки отдельных кристаллов. Им были разработаны методы исследования поверхности кристаллов с помощью острых зондов для обнаружения мест p-n переходов. В усовершенствованном приёмнике удалось получить 15-кратное усиление.

После визита немецких радиотехников в декабре 1923 года в НРЛ, с трудами Лосева знакомятся за границей. Там за регенеративным приёмником Лосева закрепилось название «Кристадин» (было придумано во Франции), которое стало впоследствии общепринятым и в СССР. Патент на название «Кристадин» выдан журналу Radio News. Лосев не патентовал изобретённый им приёмник, он получил несколько патентов на способ изготовления детектора и способы его применения.

Дальнейшее совершенствование кристадина могло быть продолжено только после физического объяснения наблюдаемых явлений. В 1924 году физики полупроводников и зонной теории ещё не существовало, единственным двухполюсником, обладавшим участком с отрицательным сопротивлением, была вольтова дуга. Пытаясь под микроскопом разглядеть электрическую дугу, Лосев обнаружил явление электролюминесценции. Учёный правильно определил природу свечения, возникающего в кристалле карборунда. В своей статье он писал:

Вероятнее всего, кристалл светится от электронной бомбардировки аналогично свечению различных минералов в круксовых трубках…

Он также отметил то, что открытое им свечение отличается от природы вольтовой дуги:

Разряды, которыми действуют генерирующие точки, не являются вольтовыми дугами в буквальном смысле, то есть не имеют накалённых электродов

В своих опытах Лосев показал, что свечение может быть промодулировано с частотой не менее 78,5 кГц (предельная частота измерительной установки на основе вращающихся зеркал). Высокая частота модуляции свечения стала практическим обоснованием для продолжения исследовательской работы в НРЛ, а затем в ЦРЛ по разработке электронных светогенераторов.

Подробнее изучить излучение кристаллов (интенсивность, спектр) он не смог, так как лаборатория не располагала необходимыми приборами.

Дальнейшие исследования Лосев проводил снова с кристаллическими детекторами. Изучая свечение, возникающее в кристаллах, он выделяет два типа свечения, о чём пишет в своей статье:

Из многих наблюдений выяснилось, что можно различать (более или менее искусственно) два вида свечения карборундового контакта.

Свечение I (предпробойное свечение в современной терминологии) и свечение II (инжекционная люминесценция) в 1944 году были переоткрыты французским учёным Ж. Дестрио (нем.)русск..

Работа в Центральной радиолаборатории

27 июня 1928 года был издан приказ ВСХН № 804, согласно которому Нижегородская радиолаборатория была передана Центральной радиолаборатории треста заводов слабого тока. Сотрудникам НРЛ было предложено переехать в Ленинград или перейти на другую работу.

Лосев переезжает в Ленинград вместе со своим коллегами, новое место его работы - вакуум-физико-техническая лаборатория в здании ЦРЛ на Каменном острове. Тематика его работы - изучение полупроводниковых кристаллов. Часть экспериментов Лосев проводит в лабораториях ФТИ по разрешению А. Ф. Иоффе.

В экспериментах его больше всего интересовало взаимодействие между электромагнитным полем и веществом, он пытался проследить обратное действие электромагнитного поля на вещество. Олег Владимирович говорил:

существуют явления, где вещество вносит в электромагнитное поле существенные изменения, а на нём самом не остается при этом никакого следа, - таковы явления преломления, дисперсии, вращения плоскости поляризации и др. Быть может и там существует взаимность явлений, но мы не умеем её наблюдать.

Освещая активный слой кристалла карборунда, Лосев зарегистрировал фотоэдс до 3,4В. Изучая фотоэлектрические явления в кристаллах, Лосев экспериментирует более чем с 90 веществами.

В ходе очередного эксперимента, направленного на изучение изменения проводимости кристаллического детектора, Лосев был близок к открытию транзистора, однако из-за выбора для экспериментов кристаллов карбида кремния не удалось получить достаточного усиления.

Из-за того, что тематика его исследований стала отличаться от тематики исследований лаборатории, перед Лосевым встал выбор - либо заниматься исследованиями по темам лаборатории, либо покинуть институт. Он выбирает второй вариант. Ещё одна версия причины перехода на другую работу - реорганизация лаборатории и конфликт с начальством.

Работа в 1-м Ленинградском медицинском институте им. академика И. П. Павлова

В 1937 году Лосев устраивается на преподавательскую работу в 1-й Ленинградский медицинский институт им. академика И. П. Павлова. По настоянию друзей он подготовил и передал в совет Ленинградского индустриального института (сейчас Санкт-Петербургский государственный политехнический университет) список документов для присуждения учёной степени (21 статья и 12 авторских свидетельств). 25 июня 1938 года А. Ф. Иоффе представил поданные Лосевым работы учёному совету на заседании инженерно-физического факультета института. По результатам заключения инженерно-физического факультета 2 июля 1938 года учёный совет Индустриального института присвоил О. В. Лосеву учёную степень кандидата физико-математических наук. Последняя его работа - разработка прибора для поиска металлических предметов в ранах.

Смерть

Лосев не последовал совету А. Ф. Иоффе эвакуироваться. Умер от голода во время блокады Ленинграда в 1942 году в госпитале Первого ленинградского медицинского института. Место захоронения неизвестно. Некоторые авторы считают, что в смерти Лосева виновато руководство Индустриального института и лично А. Ф. Иоффе, распределявшие пайки.

Оценка научного вклада О. В. Лосева

Наиболее полное описание биографии О. В. Лосева составил Г. А. Остроумов, который лично знал его и работал с ним. Результаты своей работы Г. А. Остроумов опубликовал в виде библиографического очерка.

В зарубежной литературе научная деятельность Лосева подробно рассмотрена в книге Игона Лобнера Subhistories of the Light Emitting Diode. Книга была издана в 1976 году, материалом для автора послужили сведения, предоставленные профессором Б. А. Остроумовым, а также труды Г. А. Остроумова. На составленном И. Лобнером «дереве развития электронных устройств» Лосев является родоначальником трёх типов полупроводниковых приборов (ZnO усилитель, ZnO генератор и светодиоды на основе SiC) .

Важность открытий и исследований Лосева подчёркивалась как в отечественных, так и в зарубежных изданиях.

Журнал Radio News, сентябрь 1924 года:

Мы счастливы предложить вниманию наших читателей изобретение, которое открывает новую эпоху в радиоделе и которое получит большое значение в ближайшие годы. Молодой русский инженер О. В. Лосев подарил миру это изобретение, не взявши даже на него патента. Теперь детектор может играть ту же роль, что и катодная лампа.

Книга «Полупроводники в современной физике» А. Ф. Иоффе:

О. В. Лосев открыл своеобразные свойства запорных слоёв в полупроводниках - свечение слоёв при прохождении тока и усилительные эффекты в них. Однако эти и другие исследования не привлекали к себе особенного внимания и не находили значительных технических выходов, пока Грондалем не был построен (в 1926 г.) технический выпрямитель переменного тока из закиси меди.

Своеобразные явления, протекающие на границе дырочного и электронного карборунда (в том числе и свечение при прохождении тока), О. В. Лосев обнаружил и подробно изучил ещё в 20-х годах, то есть задолго до появления современных теорий выпрямления.

Книга «Первые годы советской радиотехники и радиолюбительства»:

Январь 1922 г. Радиолюбитель О. В. Лосев открыл свойство кристаллического детектора генерировать. Его детектор-усилитель (кристадин) послужил основой для современных кристаллических триодов.

Память

В июне 2006 года издательством Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского опубликован сборник статей «Опередивший время», посвящённый биографии и научному наследию Лосева.

В октябре 2012 года в рамках проведения 11-го фестиваля «Современное искусство в традиционном музее» в Центральном музее связи имени А. С. Попова (Санкт-Петербург) был осуществлён проект Юрия Шевнина «Свет Лосева». На стенде наряду с исторической справкой об изобретателе был представлен портрет Лосева, выполненный с помощью светодиодной ленты разных цветов и размеров.

Нижегородское отделение Союза радиолюбителей России учредило диплом «О. В. Лосев - учёный, опередивший время!».

В 2014 г. постановлением администрации г. Твери на основании решений Тверской городской Думы скверу в Центральном районе города присвоено имя О.В. Лосева.

Литература

О магнитных усилителях // Телеграфия и телефония без проводов. - 1922. - № 11. - С. 131-133.

Детектор-генератор; детектор-усилитель // Телеграфия и телефония без проводов. - 1922. - № 14. - С. 374-386.

Генерирующие точки кристалла // Телеграфия и телефония без проводов. - 1922. - № 15. - С. 564-569.

Действие контактных детекторов; влияние температуры на генерирующий контакт // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 18. - С. 45-62.

Детекторный гетеродин и усилитель // Техника связи. - 1923. - № 4,5. - С. 56-58 (подробнее).

Получение коротких волн от генерирующего контактного детектора // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 21. - С. 349-352.

Нижегородские радиолюбители и детектор-генератор // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 22. - С. 482-483.

Способ быстрого нахождения генерирующих точек у детектора-гетеродина // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 22. - С. 506-507.

Схема детекторного приемника-гетеродина с одним детектором // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 22. - С. 507-508.

Новый способ обезгаживания катодных ламп // Телеграфия и телефония без проводов. - 1923. - № 23. - С. 93.

Любительская постройка однодетекторного приемника-гетеродина // Телеграфия и телефония без проводов. - 1924. - № 24. - С. 206-210.

Дальнейшее исследование процессов в генерирующем контакте // Телеграфия и телефония без проводов. - 1924. - № 26. - С. 404-411.

Кристадин. / В. К. Лебединский. - Нижний Новгород: НРЛ, 1924. - (Библиотека радиолюбителя. Вып.4.).

Трансгенерация // Телеграфия и телефония без проводов. - 1926. - № 5(38). - С. 436-448.

О «нетомпсоновских» колебаниях // Телеграфия и телефония без проводов. - 1927. - № 4(43). - С. 449-451.

Светящийся карборундовый детектор и детектирование с кристаллами // Телеграфия и телефония без проводов. - 1927. - № 5(44). - С. 485-494.

Влияние температуры на светящийся карборундовый контакт: О приложении уравнения теории квант к явлению свечения детектора // Телеграфия и телефония без проводов. - 1929. - № 2(53). - С. 153-161.

О приложении теории квант к явлениям свечения детектора. - Сб. Физика и производство. - Ленинград: ЛПИ, 1929. - С. 43-46.

Свечение II: электропроводность карборунда и униполярная проводимость детекторов // Вестник электротехники. - 1931. - № 8. - С. 247-255.

Фотоэлектрический эффект в любом активном слое карборунда // ЖТФ Т.1. - 1931. - № 7. - С. 718-724.

О фотоактивных и детектирующих слоях у кристаллов карборунда и кристаллов некоторых других полупроводников // Техника радио и слабого тока. - 1932. - № 2. - С. 121-139.

Фотоэлементы, аналогичные селеновым, емкостной эффект, исследование инерционности // Технический отчет по наряду 6059 за 1933 г. Библиотека ЦРЛ. Центральный музей связи им. А.С.Попова.. - 1933.

Фотоэффект емкостного типа у кремневых сопротивлений // Известия электропромышленности слабого тока. - 1935. - № 3. - С. 38-40.

Спектральное определение вентильного фотоэффекта в монокристаллах карборунда // Доклады АН СССР. 1940. Т. 29. - 1940. - Т. 29, № 5-6. - С. 363- 364.

Новый спектральный эффект при вентильном фотоэлектрическом эффекте в монокристаллах карборунда и новый метод определения красной границы вентильного фотоэффекта // Доклады АН СССР. 1940. - 1940. - Т. 29, № 5-6. - С. 360- 362.

Новый спектральный эффект и метод определения красной границы вентильного фотоэффекта в монокристаллах карборунда // Известия АН СССР. Сер. Физическая.. - 1941. - № 4-5. - С. 494-499.

Lossev О. = Oscilaiory Crystals. - P. 93-96. - (Wireless World and Radio Revew. V.15. № 271).
Lossew О. = Der Kristadyn. - 1925. - P. 132-134. - (Zcitschr. f. Fernmeldetechnik).
Lossew О. = Oszilierende Krystalle. - № 7. - u. Geratebau, 1926. - P. 97-100. - (Zcitschr. f. Fernmeldetechnik).

Lossew O.V. = Luminous carborundum detector and detection effect and oscilations with crystals. - V. 6. № 39.. - Phil.Mag.: u. Geratebau, 1928. - P. 1024-1044.

Lossew O.W. = Uber die Anwendung der Quantentheorie zur Leuchten- erschcinungen am Karborundumdetektor. - Phys.Zeitschr V. 30. №24. - 1928. - P. 920-923.

Lossew O.W. = Lcuchtcn II des Karborundumdetectors. elektnsche Leit- fahigkeit des Karborundums und unipolare Lcitfahigkeit der Krystalldetectoren. - Phys.Zeitschr. V. 32. - 1931. - P. 692-696.

Lossew O.W. = Uber den lichtelektrischen Effekt in besonderer aktiven Schicht der Karborundumkrystalle. - Phys.Zeitschr. V. 32. - 1933. - P. 397-403.

The Crystodyne Principle // Radio News. - 1924. - Вып. 9. - С. 294-295, 431.

А. Г. Остроумов, А. А. Рогачев,. О. В. Лосев - пионер полупроводниковой электроники. - Физика: проблемы, история, люди. - Ленинград: Наука, 1986. - С. 183-217.

Новиков М. А. Олег Владимирович Лосев - пионер полупроводниковой электроники // Физика твердого тела. - 2004. - Т. 46, вып. 1. - С. 5-9.

Новиков М. А. Ранний восход. К столетию со дня рождения О. В. Лосева // Нижегородский музей. - 2003. - № 1. - С. 14-17.

Гуреева О. Транзисторная история. // Компоненты и автоматика "Файнстрит" Санкт-Петербург. - 2006. - № 9. - С. 198-206.

М.Я.Мошонкин. Кристаллические детекторы в обиходе радиолюбителя / Под ред. Баранова С. - Ленинград: Научное книгоиздательство, 1928. - 48 с. - (Библиотека журнала "в мастерской природы"). - 5000 экз.

Пецко А. А. Великие русские достижения. Мировые приоритеты русского народа. - Институт Русской Цивилизации, 2012. - С. 277-278. - 560 с.

Федоров Б. Лосев // газета "Дуэль". - 2004. - Вып. №41(389).
Американцы о русском изобретении // Радиолюбитель. - 1924. - Вып. №2. - С. 22.

Иоффе А. Ф. Полупроводники в современной физике. - Москва-Ленинград: Академия наук СССР, 1954. - 356 с.

Стронгин Р. Г. Опередивший время: сборник статей, посвященный 100-летию со дня рождения О. В. Лосева / Федеральное агентство по образованию, Нижегородский. гос. ун-т им. Н. Н. Лобачевского. - Н.Новгород: Тип. Нижегор. госуниверситета, 2006. - 431 с.

Остроумов Г. А. Олег Владимирович Лосев: Библиографический очерк. - У истоков полупроводниковой техники. - Л: Наука, 1972.

Остроумов Б., Шляхтер И. Изобретатель кристадина О. В. Лосев // Радио. - 1952. - Вып. №5. - С. 18-20.

Лбов Ф. У истоков полупроводниковой техники // Радио. - 1973. - Вып. №5. - С. 10.

Центральная радиолаборатория в Ленинграде / Под ред. И. В. Бренева. - М: Сов. Радио, 1973.

В.И. Шамшур. Первые годы советской радиотехники и радиолюбительства. - Массовая радиобиблиотека. Выпуск 213. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1954. - 20 000 экз.

Egon E. Loebner. Subhistories of the Light Emitting Diodes. - IEEE Transaction Electron Devices. - 1976. - Vol. ED-23, №7, July.

Патенты и авторские свидетельства

Патент № 467, заявка № 77734 от 18-12, 1923. Детекторный радио- приемник-гетеродин, опубл. 31-7- 1925 (вып. 16, 1925).

Патент № 472, заявка № 77717 от 18-12-1923. Устройство для нахож­дения генерирующих точек контактного детектора, опубл. 31-7-1925, (вып. 16, 1925).

Патент № 496, заявка № 76844, от 11-6-1923. Способ изготовления цинкитного детектора, опубл. 31-7-1925 (вып.16, 1925).

Патент № 996, заявка № 75317 от 21-2-1922. Способ генерирования незатухающих колебаний, опубл. 27-2-1926 (вып.8, 1926).

Патент № 3773, заявка № 7413 от 29-3-1926. Детекторный радиопри­емник-гетеродин, опубл. 31-10-1927 (вып.6, 1928)

Доп. Патент 3773 (СССР). Способ радиоприема на рамку. - Заявка от 29-3-26 (К патенту: Детекторный радиоприемник-гетеродин).

Патент № 4904, заявка № 7551 от 29-3-1926. Способ регулирования регенерации в кристадинных приемниках, опубл. 31 −3-1928 (вып. 17, 1928).

Патент № 6068, заявка № 10134 от 20-8-1926. Способ прерывания основной частоты катодного генератора, опубликовано 31-8-1928 (вып. 1,1929).

Патент № 11101, заявка № 14607 от 28-2-1927. Способ предотвраще­ния возникновения электрических колебаний в приемных контурах междуламповых трансформаторах низкой частоты, опубл.30-9-1929 (вып.52, 1930).

Патент № 12191, заявка № 14672 от 28-2-1927. Световое реле, опубл.31-12-1929 (вып.3, 1930).

Советская Россия. 1918 год. По личному распоряжению Ленина в Нижнем Новгороде создается радиотехническая лаборатория. Новая власть остро нуждается в «беспроволочной телеграфной» связи. К работе в лаборатории привлекаются лучшие радиоинженеры того времени - М. А. Бонч-Бруевич, В. П. Вологдин, В. К. Лебединский, В. В. Татаринов и многие другие.

Нижегородская радиолаборатория

Олег Владимирови Лосев

Приезжает в Нижний Новгород и Олег Лосев.

После окончания Тверского реального училища в 1920 году и неудачного поступления в Московский институт связи Лосев согласен на любую работу, только бы приняли в лабораторию. Его берут посыльным. Общежития посыльным не полагается. 17-летний Лосев готов жить в помещении лаборатории, на лестничной площадке перед чердаком, только бы заниматься любимым делом .

С раннего возраста он страстно увлекался радиосвязью. В годы Первой мировой войны в Твери была построена радиоприемная станция. В ее задачи входило принимать сообщения от союзников России по Антанте и далее по телеграфу передавать их в Петроград. Лосев часто бывал на радиостанции, знал многих сотрудников, помогал им и не мыслил свою дальнейшую жизнь без радиотехники. В Нижнем Новгороде у него не было ни семьи, ни нормального быта, но было главное - возможность общаться со специалистами в области радиосвязи, перенимать их опыт и знания. После выполнения необходимых работ в лаборатории ему разрешали заниматься самостоятельным экспериментированием.

В то время интерес к кристаллическим детекторам практически отсутствовал. В лаборатории никто особо не занимался этой темой. Приоритет в исследованиях был отдан радиолампам. Лосеву очень хотелось работать самостоятельно. Перспектива получить ограниченный участок работы «по лампам» его никак не вдохновляет. Может быть, именно по этой причине он выбирает для своих исследований кристаллический детектор. Его цель - усовершенствовать детектор, сделать его более чувствительным и стабильным в работе. Приступая к экспериментам, Лосев ошибочно предполагал, что «в связи с тем, что некоторые контакты между металлом и кристаллом не подчиняются закону Ома, то вполне вероятно, что в колебательном контуре, подключенном к такому контакту, могут возникнуть незатухающие колебания». В то время уже было известно, что для самовозбуждения одной лишь нелинейности вольтамперной характеристики недостаточно, должен обязательно присутствовать падающий участок. Любой грамотный специалист не стал бы ожидать усиления от детектора. Но вчерашний школьник ничего этого не знает. Он меняет кристаллы, материал иглы, аккуратно фиксирует получаемые результаты и в один прекрасный день обнаруживает искомые активные точки у кристаллов, которые обеспечивают генерацию высокочастотных сигналов.

Свои первые исследования генераторных кристаллов Лосев производил на простейшей схеме.

Схема первых опытов Лосева

Испытав большое количество кристаллических детекторов, Лосев выяснил, что лучше всего генерируют колебания кристаллы цинкита, подвергнутые специальной обработке. Для получения качественных материалов он разрабатывает технологию приготовления цинкита методом сплавливания в электрической дуге естественных кристаллов. При паре цинкит - угольное острие, при подаче напряжения в10 В получался радиосигнал с длиной волны 68 м. При снижении генерации реализуется усилительный режим детектора.

«Генерирующий» детектор был впервые продемонстрирован еще в 1910 году английским физиком Уильямом Икклзом .

Уильям Генри Икклз

Новое физическое явление не привлекает внимания специалистов, и о нем на какое-то время забывают. Икклз тоже ошибочно объяснял механизм «отрицательного» сопротивления исходя из того, что сопротивление полупроводника падает с увеличением температуры вследствие тепловых эффектов, возникающих на границе «металл–полупроводник».

В 1922 году на страницах научного журнала «Телеграфия и телефония без проводов» появляется первая статья Лосева, посвященная усиливающему и генерирующему детектору. В ней он очень подробно описывает результаты своих экспериментов, причем особое внимание уделяет обязательному присутствию падающего участка вольтамперной характеристики контакта.

В те годы Лосев активно занимается самообразованием. Его непосредственный руководитель профессор В. К. Лебединский помогает ему в изучении радиофизики. Лебединский понимает, что его молодой сотрудник сделал настоящее открытие и тоже пытается дать объяснение наблюдаемому эффекту, но тщетно. Фундаментальная наука того времени еще не знает квантовой механики. Лосев, в свою очередь, выдвигает гипотезу, что при большом токе в зоне контакта возникает некий электрический разряд наподобие вольтовой дуги, но только без разогрева. Этот разряд закорачивает высокое сопротивление контакта, обеспечивая генерацию.

Лишь через тридцать лет сумели понять, что собственно было открыто. Сегодня мы бы сказали, что прибор Лосева - это двухполюсник с N-образной вольтамперной характеристикой, или туннельный диод, за который в 1973 году японский физик Лео Исаки получил Нобелевскую премию.

Лео Исаки

Руководство нижегородской лаборатории понимало, что серийно воспроизвести эффект не удастся. Немного поработав, детекторы практически теряли свойства усиления и генерации. Об отказе от ламп не могло быть и речи. Тем не менее практическая значимость открытия Лосева была огромной.

В 1920-е годы во всем мире, в том числе и в Советском Союзе, радиолюбительство принимает характер эпидемии. Советские радиолюбители пользуются простейшими детекторными приемниками, собранными по схеме Шапошникова.

Детекторный приемник Шапошникова

Для повышения громкости и дальности приема применяются высокие антенны. В городах применять такие антенны было затруднительно из-за промышленных помех. На открытой местности, где практически нет помех, хороший прием радиосигналов не всегда удавался из-за низкого качества детекторов. Введение в антенный контур приемника отрицательного сопротивления детектора с цинкитом, поставленного в режим, близкий к самовозбуждению, значительно усиливало принимаемые сигналы. Радиолюбителям удавалось услышать самые отдаленные станции. Заметно повышалась избирательность приема. И это без использования электронных ламп.

Лампы были не дешевы, причем к ним требовался специальный источник питания, а детектор Лосева мог работать от обычных батареек для карманного фонарика.

В итоге оказалось, что простые приемники конструкции Шапошникова с генерирующими кристаллами предоставляют возможность осуществлять гетеродинный прием, являвшийся в то время последним словом радиоприемной техники. В последующих статьях Лосев описывает методику быстрого поиска активных точек на поверхности цинкита и заменяет угольное острие металлическим. Он дает рекомендации, как следует обрабатывать кристаллы и приводит несколько практических схем для самостоятельной сборки радиоприемников.

Принципиальная схема кристадина О. В. Лосева

Устройство Лосева позволяет не только принимать сигналы на больших расстояниях, но и передавать их. Радиолюбители в массовом порядке, на основе детекторов-генераторов, изготавливают радиопередатчики, поддерживающие связь в радиусе нескольких километров. Вскоре издается брошюра Лосева. Она расходится миллионными тиражами. Восторженные радиолюбители писали в различные научно-популярные журналы, что «при помощи цинкитного детектора в Томске, например, можно услышать Москву, Нижний и даже заграничные станции».

Брошюра Лосева, издание 1924 года

На все свои технические решения Лосев получает патенты, начиная с «Детекторного приемника-гетеродина», заявленного в декабре 1923 года.

Статьи Лосева печатаются в таких журналах, как «ЖЭТФ», «Доклады АН СССР», Radio Revue, Philosophical Magazine, Physikalische Zeitschrift.

Лосев становится знаменитостью, а ведь ему еще не исполнилось и двадцати лет!

Например, в редакторском предисловии к статье Лосева «Осциллирующие кристаллы» в американском журнале The Wireless World and Radio Review за октябрь 1924 года говорится: «Автор этой статьи, господин Олег Лосев из России, за сравнительно короткий промежуток времени приобрел мировую известность в связи с его открытием осциллирующих свойств у некоторых кристаллов».

Другой американский журнал - Radio News - примерно в то же время публикует статью под заголовком «Сенсационное изобретение», в которой отмечается: «Нет необходимости доказывать, что это - революционное радиоизобретение. В скором времени мы будем говорить о схеме с тремя или шестью кристаллами, как мы говорим сейчас о схеме с тремя или шестью усилительными лампами. Потребуется несколько лет, чтобы генерирующий кристалл усовершенствовался настолько, чтобы стать лучше вакуумной лампы, но мы предсказываем, что такое время наступит».

Автор этой статьи Хьюго Гернсбек называет твердотельный приемник Лосева - кристадином (кристалл + гетеродин). Причем не только называет, но и предусмотрительно регистрирует название, как торговую марку. Спрос на кристадины огромен.

Кристаллический детектор Лосева. Изготовлен в Radio News Laboratories. США, 1924 год

Интересно, что когда в нижегородскую лабораторию приезжают немецкие радиотехники, чтобы лично познакомиться с Лосевым, они не верят своим глазам. Они поражаются таланту и юному возрасту изобретателя. В письмах из-за границы Лосева величали не иначе как профессором. Никто и представить не мог, что профессор еще только постигает азы науки. Впрочем, очень скоро Лосев станет блестящим физиком-экспериментатором и еще раз заставит мир заговорить о себе.

В лаборатории с должности рассыльного его переводят в лаборанты, предоставляют жилье. В Нижнем Новгороде Лосев женится (правда, неудачно, как оказалось впоследствии), обустраивает свой быт и продолжает заниматься кристаллами.

В 1928 году, по решению правительства, тематика нижегородской радиолаборатории вместе с сотрудниками передается в Центральную радиолабораторию в Ленинграде, которая, в свою очередь, тоже постоянно реорганизуется. На новом месте Лосев продолжает заниматься полупроводниками, но вскоре Центральную радиолабораторию преобразовывают в Институт радиовещательного приема и акустик. В новом институте своя программа исследований, тематика работ сужается. Лаборанту Лосеву удается устроиться по совместительству в Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ), где у него появляется возможность продолжить исследования новых физических эффектов в полупроводниках. В конце 1920-х годов у Лосева появилась идея создать твердотельный аналог трехэлектродной вакуумной радиолампы.

В 1929–1933 гг., по предложению А. Ф. Иоффе, Лосев проводит исследования полупроводникового устройства, полностью повторяющего конструкцию точечного транзистора. Как известно, принцип действия этого прибора заключается в управлении током, текущим между двумя электродами, с помощью дополнительного электрода. Лосев действительно наблюдал данный эффект, но, к сожалению, общий коэффициент такого управления не позволял получить усиление сигнала. Для этой цели Лосев использовал только кристалл карборунда (SiC), а не кристалл цинкита (ZnO), имевшего значительно лучшие характеристики в кристаллическом усилителе (Что странно! Ему ли не знать о свойствах этого кристалла.) До недавнего времени считалось, что после вынужденного ухода из ЛФТИ Лосев не возвращался к идее полупроводниковых усилителей. Однако существует довольно любопытный документ, написанный самим Лосевым. Он датирован 12 июля 1939 года и в настоящее время хранится в Политехническом музее. В этом документе, озаглавленном «Жизнеописание Олега Владимировича Лосева», кроме интересных фактов его жизни содержится и перечень научных результатов. Особый интерес вызывают следующие строки: «Установлено, что с полупроводниками может быть построена трехэлектродная система, аналогичная триоду, как и триод, дающая характеристики, показывающие отрицательное сопротивление. Эти работы в настоящее время подготавливаются мною к печати…».

К сожалению, пока не установлена судьба этих работ, которые могли бы полностью изменить представление об истории открытия транзистора - самого революционного изобретения XX века.

Рассказывая о выдающемся вкладе Олега Владимировича Лосева в развитие современной электроники, просто невозможно не упомянуть о его открытии светоизлучающего диода.

Масштаб этого открытия нам еще только предстоит понять. Пройдет не так много времени, и в каждом доме вместо привычной лампы накаливания будут гореть «электронные генераторы света», как назвал светодиоды Лосев.

Еще в 1923 году, экспериментируя с кристадинами, Лосев обратил внимание на свечение кристаллов при пропускании через них электрического тока. Особенно ярко светились карборундовые детекторы. В 1920-е годы на Западе явление электролюминесценции одно время даже называли «свет Лосева» (Losev light, Lossew Licht). Лосев занялся изучением и объяснением полученной электролюминесценции. Он первым оценил огромные перспективы таких источников света, особо подчеркивая их высокую яркость и быстродействие. Лосев стал обладателем первого патента на изобретение светового релеприбора с электролюминесцентным источником света.

В 70-х годах ХХ века, когда светодиоды стали широко применяться, в журнале Electronic World за 1907 год была обнаружена статья англичанина Генри Роунда, в которой автор, будучи сотрудником лаборатории Маркони, сообщал, что видел свечение в контакте карборундового детектора при подаче на него внешнего электрического поля. Никаких соображений, объясняющих физику этого явления, не приводилось. Данная заметка не оказала никакого влияния на последующие исследования в области электролюминесценции, тем не менее, автор статьи сегодня официально считается первооткрывателем светодиода.

Лосев независимо открыл явление электролюминесценции и провел ряд исследований на примере кристалла карборунда. Он выделил два физически различных явления, которые наблюдаются при разной полярности напряжения на контактах. Его несомненной заслугой является обнаружение эффекта предпробойной электролюминесценции, названной им «свечение номер один», и инжекционной электролюминесценции - «свечение номер два». В наши дни эффект предпробойной люминесценции широко применяется при создании электролюминесцентных дисплеев, а инжекционная электролюминесценция является основой светодиодов и полупроводниковых лазеров. Лосеву удалось существенно продвинуться в понимании физики этих явлений задолго до создания зонной теории полупроводников. Впоследствии, в 1936 году, свечение номер один было заново обнаружено французским физиком Жоржем Дестрио. В научной литературе оно известно под названием «эффект Дестрио», хотя сам Дестрио приоритет в открытии этого явления отдавал Олегу Лосеву. Наверное, было бы несправедливо оспаривать приоритет Роунда в открытии светодиода. И все же нельзя забывать, что изобретателями радио по праву считаются Маркони и Попов, хотя всем известно, что радиоволны первым наблюдал Герц. И таких примеров в истории науки множество.

В своей статье Subhistory of Light Emitting Diode известный американский ученый в области электролюминесценции Игон Лобнер пишет о Лосеве: «Своими пионерскими исследованиями в области светодиодов и фотодетекторов он внес вклад в будущий прогресс оптической связи. Его исследования были так точны и его публикации так ясны, что без труда можно представить сейчас, что тогда происходило в его лаборатории. Его интуитивный выбор и искусство эксперимента просто изумляют».

Сегодня мы понимаем, что без квантовой теории строения полупроводников представить развитие твердотельной электроники невозможно. Поэтому талант Лосева поражает воображение. Он с самого начала видел единую физическую природу кристадина и явления инжекционной люминесценции и в этом значительно опередил свое время.

После него исследования детекторов и электролюминесценции проводились отдельно друг от друга, как самостоятельные направления. Анализ результатов показывает, что на протяжении почти двадцати лет после появления работ Лосева не было сделано ничего нового с точки зрения понимания физики этого явления. Только в 1951 году американский физик Курт Леховец (рис. 18) установил, что детектирование и электролюминесценция имеют единую природу, связанную с поведением носителей тока в p-n-переходах.

Курт Леховец

Следует отметить, что в своей работе Леховец приводит в первую очередь ссылки на работы Лосева, посвященные электролюминесценции.

В 1935 году, в результате очередной реорганизации радиовещательного института и непростых отношений с руководством, Лосев остается без работы. Лаборанту Лосеву дозволялось делать открытия, но не греться в лучах славы. И это при том, что его имя было хорошо известно сильным мира сего. В письме, датируемом 16 мая 1930 года, академик А. Ф. Иоффе пишет своему коллеге Паулю Эренфесту: «В научном отношении у меня ряд успехов. Так, Лосев получил в карборунде и других кристаллах свечение под действием электронов в 2–6 вольт. Граница свечения в спектре ограничена…».

В ЛФТИ у Лосева долгое время было свое рабочее место, но в институт его не берут, слишком независимый он человек. Все работы выполнял самостоятельно - ни в одной из них нет соавторов.

При помощи друзей Лосев устраивается ассистентом на кафедру физики Первого медицинского института. На новом месте ему намного сложнее заниматься научной работой, поскольку нет необходимого оборудования. Тем не менее, задавшись целью выбрать материал для изготовления фотоэлементов и фотосопротивлений, Лосев продолжает исследования фотоэлектрических свойств кристаллов. Он изучает более 90 веществ и особо выделяет кремний с его заметной фоточувствительностью.

В то время не было достаточно чистых материалов, чтобы добиться точного воспроизведения полученных результатов, но Лосев (в который раз!) чисто интуитивно понимает, что этому материалу принадлежит будущее. В начале 1941 года он приступает к работе над новой темой - «Метод электролитных фотосопротивлений, фоточувствительность некоторых сплавов кремния». Когда началась Великая Отечественная война, Лосев не уезжает в эвакуацию, желая завершить статью, в которой излагал результаты своих исследований по кремнию. По всей видимости, ему удалось закончить работу, так как статья была отослана в редакцию «ЖЭТФ». К тому времени редакция уже была эвакуирована из Ленинграда. К сожалению, после войны не удалось найти следы этой статьи, и теперь можно лишь догадываться о ее содержании.

22 января 1942 года Олег Владимирович Лосев умер от голода в блокадном Ленинграде. Ему было 38 лет.

В том же 1942 году в США компании Sylvania и Western Electric начали промышленное производство кремниевых (а чуть позже и германиевых) точечных диодов, которые использовались в качестве детекторовсмесителей в радиолокаторах. Смерть Лосева совпала по времени с рождением кремниевых технологий.

О. В. Лосев – изобретатель кристадина и светодиода

К 100-летию со дня рождения

Ю. Р. Носов

Олег Владимирович Лосев обессмертил свое имя двумя открытиями: он первый в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы; он открыл электролюминесценцию полупроводников, т.е. испускание ими света при протекании электрического тока.

О. В. Лосев родился 10 мая 1903 г. в Твери в семье конторского служащего. В раннем возрасте у него проявилась склонность к физике и технике. В годы Первой мировой войны в городе была сооружена военная радиоприемная станция, которая получала послания от союзников России по Антанте и отправляла их телеграфом в Петроград и Москву. Однажды в 1917 г. школьнику Олегу довелось побывать на публичной лекции начальника радиостанции о "беспроволочном телеграфе". Тогда этот термин считался более понятным, чем "радио", и в то же время – более научным. Напомним, что и Нобелевская премия 1909 г. была присуждена Г. Маркони и К. Ф. Брауну "за вклад в создание беспроволочной телеграфии". (Изобретатель радио, наш соотечественник А. С. Попов к тому времени уже три года как скончался). После этой лекции судьба О. В. Лосева решилась. Он стал частенько бывать на радиостанции, со всеми там перезнакомился, влюбился в радиотехнику.

При радиостанции благодаря энтузиазму сотрудников образовалась "внештатная" вакуумная лаборатория, в которой началась разработка радиоламп под руководством М. А. Бонч-Бруевича, будущего профессора и мэтра электроники, а в ту пору энергичного и высокообразованного офицера-электротехника. На станцию нередко приезжал из Москвы профессор В. К. Лебединский, известный специалист в области естественных наук, их талантливый пропагандист и популяризатор. Опытный педагог сразу же разглядел призвание Лосева и стал всячески поощрять его любознательность.

Шел 1918 год, страну захлестнула Гражданская война, но у новой власти хватило прозорливости и политической воли, чтобы ускорить развитие радиотехники: в подчинении Наркомата почт и телеграфов (предшественника Минсвязи) была создана Нижегородская радиолаборатория (НРЛ). Ее костяк составила тверская группа во главе с М. А. Бонч-Бруевичем. В Нижний она перебралась еще в августе 1918 г. и к ноябрю завершила разработку первой, которую в стране начали выпускать серийно, приемно-усилительной лампы ПР-1 ("пустотное реле, первое"). Другое направление работ возглавил приехавший из Петрограда профессор В. П. Вологдин, создатель машин высокой частоты. В. К. Лебединский начал выпуск двух специальных журналов по радио: серьезного – "Телеграфия и телефония без проводов" (ТиТбп) и популярного – "Радиотехник". Фактически НРЛ стала первым в стране научно-исследовательским институтом радиотехники и электроники.

После окончания школы в 1920 г. и неудачного опыта поступления в Московский институт связи О. В. Лосев вполне предсказуемо оказался в НРЛ под начальством В. К. Лебединского. Для него началась новая увлекательная жизнь, в которой "25 часов в сутки" были отданы любимой радиотехнике. Он и ночевал в лабораторном здании на лестничной площадке перед чердаком – в городе на Волге у него не было ни семьи, ни комнаты, ни быта. Но О. В. Лосев готов был поступиться всем, только бы не отказываться от творчества. После выполнения обязательных по лаборатории работ он стал заниматься самостоятельным экспериментированием с кристаллическими детекторами. Этот выбор был не случаен. Дело в том, что общаясь с крупными учеными и многое перенимая у них, Олег Владимирович всю жизнь оставался ярко выраженным индивидуалистом. Он любил и умел работать в одиночку и головой и руками. Пойти "на электронные лампы" означало получить свой ограниченный участок работы, частичку от целого. А с кристаллическими детекторами каждый радиолюбитель фактически проводил самостоятельное исследование, когда перемещал контактную иглу по поверхности кристалла, отыскивал точку, наиболее чувствительную для приема радиосигналов. Важность исследования и совершенствования детекторов несомненна. Со времен А. С. Попова и К. Ф. Брауна эти "хлипкие" устройства с дрожащими иголочками оставались основными элементами входных цепей радиоприемников, хотя имели невысокую чувствительность и избирательность и не отличались стабильностью.

Возможности для экспериментов были безграничными, только меняй кристаллы да материал иглы. Главное – цель. И тут оказалось, что недостаток знаний не всегда недостаток – нередко из-за этого и появляются открытия, была бы удача. Приступая к исследованиям, О. В. Лосев исходил из принципиально ошибочной посылки, что поскольку "некоторые контакты... между металлом и кристаллом не подчиняются закону Ома, вполне вероятно, что в колебательном контуре, подключенном к такому контакту, могут возникнуть незатухающие колебания". (В то время уже было известно, что для самовозбуждения одной лишь нелинейности вольтамперной характеристики недостаточно; обязателен падающий участок – да Лосев этого не знал!) Удивительно, но у некоторых кристаллов он обнаружил искомые активные точки, обеспечивающие генерацию высокочастотных сигналов. Особенно эффективной оказалась пара "цинкит – угольное острие", которая при напряжениях менее 10 В позволяла получать радиосигналы с длиной волны вплоть до 68 м. Понятно, что сбивая генерацию, можно было реализовать и усилительный режим. Статья О. В. Лосева о детекторе-генераторе и детекторе-усилителе появилась в ТиТбп в июне 1922 г. К чести Лосева отметим, что в ней он разъясняет обязательность наличия падающего участка вольтамперной характеристики контакта. Разъясняет очень подробно, рассматривая вопрос и качественно и аналитически. По тону чувствуется, что разъясняет не только читателю, но прежде всего самому себе. Это характерно и для его последующих статей. В них он всегда не только исследователь, по и прилежный студент курсов самообразования. Замечательно, что рядом с Лосевым оказался В. К. Лебединский, который отчетливее, чем его молодой сотрудник, понял, что сделано открытие. Профессор сходу попытался дать объяснение наблюдаемому явлению, занялся этим и сам первооткрыватель, но ничего путного тогдашняя фундаментальная наука подсказать им не могла. В конце концов Лосев довольствовался лишь гипотезой: при достаточно большом токе в зоне контакта возникает некий электронный разряд наподобие вольтовой дуги, но без разогрева. Этот разряд и закорачивает высокое сопротивление контакта, обеспечивая генерацию. Похоже, вплоть до конца 1920-х гг. ему казалось, что процесс протекает в атмосфере над поверхностью кристалла. (По современным представлениям имело место сочетание лавинного пробоя с тиристорным эффектом.)

Конечно же В. К. Лебединский и М. А. Бонч-Бруевич обратили внимание на невоспроизводимость эффекта и на то, что, немного поработав, детекторы-генераторы "скисали", поэтому о какой-либо конкуренции с ламповой электроникой как генеральным направлением не могло быть и речи, но практическая значимость открытия была огромной.

В те годы радиолюбительство начало принимать массовый характер. Вышло постановление правительства о его развитии, названное "законом о свободе эфира". Электронных ламп не хватало, и они были дороги, да им еще требовался и специальный источник электропитания, а схема Лосева могла работать от трех-четырех батареек для карманного фонарика! В серии последующих статей Олег Владимирович описал методику быстрого отыскивания активных точек на поверхности цинкита, заменил угольное острие металлической иглой, дал рецепты по обработке самих кристаллов и, разумеется, предложил целый ряд практических схем радиоприемников. И на все эти технические решения получил патенты (всего 7), начиная с "Детекторного приемника-гетеродина", заявленного в декабре 1923 г. Кто-то придумал звучное и вполне обоснованное название такому, полностью твердотельному приемнику – кристадин, образованное из сочетания кристалл + гетеродин. Очень скоро, используя детекторы-генераторы, радиолюбители начали делать и радиопередатчики, пригодные для связи на несколько километров. Это был подлинный триумф, популярные брошюры о кристадине расходились массовыми тиражами, а когда их перевели на английский и немецкий, О. В. Лосев получил широкое европейское признание. В письмах "оттуда" его величали не иначе как профессором, да и в НРЛ его карьера удалась: с первоначальной должности "служителя" (что-то вроде мальчика на побегушках) он шагнул в лаборанты, женился (неудачно) и почти перестал голодать.

В 1928 г. в целях расширения научной и промышленной базы радиодела по решению правительства тематика НРЛ (вместе с сотрудниками) была передана в ленинградскую Центральную радиолабораторию (ЦРЛ), которая, в свою очередь, беспрерывно реорганизовывалась, строилась, оснащалась. Вывески менялись, а Лосев занимался одним и тем же – полупроводниками. Его руководителем стал профессор Б. А. Остроумов, заведующий вакуумно-физической лабораторией, разместившейся в одном из новых зданий ЦРЛ на Каменном острове. Лишь после того, как ЦРЛ преобразовалась в Институт радиовещательного приема и акустики (ИРПА), и тематика резко сузилась, Лосев был вынужден уйти на кафедру физики Первого медицинского института.

В ЦРЛ работали выдающиеся ученые. Кроме тех, кто переехал из НРЛ, назовем Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалекси, А. А. Расплетина, А. Н. Щукина, Д. А. Рожанского, А. А. Пистолькорса, В. И. Сифорова. Многие из них стали академиками и членами-корреспондентами Академии наук.

Ближайшим коллегой О. В. Лосева еще с нижегородского периода был Д. Е. Маляров, прославившийся изобретением (с Н. Ф. Алексеевым) в 1939 г. многокамерного магнетрона – основы будущих радиолокаторов. Пересекались пути Лосева и с московским студентом-стажером В. А. Котельниковым (будущим академиком).

О такой концентрации светил радиотехники и электроники трудно было даже мечтать! Но в ленинградский период жизни интересы Олега Владимировича уже были далеки от кристадина, да и от практической радиотехники. Еще при ранних исследованиях детекторов в 1923 г. он заметил, что при пропускании тока некоторые из них испускают свет. Особенно ярко светились карборундовые детекторы. В Ленинграде Лосев и занялся изучением и объяснением этой электролюминесценции, в значительной степени в содружестве и при поддержке Физико-технического института, возглавляемого академиком А. Ф. Иоффе. Эта страница научной жизни О. В. Лосева, посвященная физике твердого тела, оказалась еще более яркой, чем изобретение кристадина, и заслуживает отдельного подробного описания. Здесь лишь отметим, что за исследование свечения Лосеву в 1938 г. без защиты диссертации была присуждена степень кандидата физико-математических наук (а ведь он так и не получил высшего образования).

О. В. Лосев вполне оценил практическую значимость своего открытия, позволявшего создавать малогабаритные безвакуумные источники света с очень низким напряжением питания (менее 10 В) и очень высоким быстродействием. Полученные им два авторских свидетельства на "Световое реле" (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за нашей страной приоритет в области светодиодов.

Когда началась Великая отечественная война, Лосев не уехал в эвакуацию, о чем вскоре, осознав бесцельность жертвы, горько пожалел. Полная самоотдача институтским делам, наступивший холод и голод сделали свое дело: 22 января 1942 г. на 39-ом году жизни Олег Владимирович Лосев скончался от истощения в блокадном Ленинграде. Спустя месяц там же от голода умер и его друг-одногодок Д. Е. Маляров.

Открытия О. В. Лосева намного обогнали свое время: тогда не было ни достаточно чистых материалов, ни теории полупроводников, чтобы осознать открытое и добиться воспроизводимого повторения, а главное – развивать дальше. К сожалению, преждевременность открытия, как правило, оборачивается драмой не только для автора, но и для самого открытия – оно напрочь забывается, а когда, наконец, приходит "его время", открывается заново. В значительной степени этот драматизм проявился и в судьбе О. В. Лосева, но в главном ему повезло: кристадин и свечение Лосева останутся в истории техники и в человеческой памяти навсегда.

Литература

1. Лосев О. В. У истоков полупроводниковой техники. – Л.: Наука, 1972.
2. Нижегородские пионеры советской радиотехники. – М., Л.: Наука, 1966.
3. Центральная радиолаборатория в Ленинграде. Под ред. И. В. Бренева. – М.: Сов. Радио, 1973.

Олег Владимирович Лосев (27 апреля 1903, Тверь — 22 января 1942, Ленинград) — советский физик и изобретатель (15 авторских свидетельств), кандидат физико-математических наук (1938 г. за исследования по электролюминисценции, без защиты диссертации).

Изобретатель кристадина (Нижний Новгород, 1929, работы по изучению эффекта усиления на п/п-кристаллах цинкита, детекторный приёмник с генерирующим диодом) и светодиода (Н.Новгород, 1923 — работы по наблюдению люминесценции карбида кремния, февраль 1927 — 2 авторских свидетельства на «Световое реле»).

Умер от голода во время блокады Ленинграда в 1942 году.

Изобретение инженера Лосева, Виктор Жирнов, автор «Эксперт»

Благодаря забытому ныне физику Олегу Лосеву у СССР был шанс создать полупроводниковые технологии намного раньше, чем США

В списке государств — лидеров в области полупроводниковых технологий Россия не значится. Направив основные финансовые и человеческие ресурсы на создание космической техники и разработку атомного оружия, руководители советского государства не сумели своевременно «откорректировать» научный бюджет таким образом, чтобы он пришел в соответствие с быстро менявшимися реалиями НТР.

Между тем анализ истории науки однозначно свидетельствует в пользу того, что при более удачном стечении обстоятельств у Советского Союза были отличные шансы опередить остальной мир в этой технологической гонке. В этом году исполнилось восемьдесят лет со дня создания первого в мире полупроводникового прибора, усиливавшего и генерировавшего электромагнитные колебания. Автором этого важнейшего изобретения был наш соотечественник, девятнадцатилетний сотрудник Нижегородской радиолаборатории Олег Владимирович Лосев . Его многочисленные открытия намного опередили время и, как это, к сожалению, часто случалось в истории науки, были практически забыты к моменту начала бурного развития полупроводниковой электроники.

Пересмотр приоритетов

Летом 2001 года два менеджера американской компании Intel попросили одного из авторов этой статьи составить неформальный список российских ученых, внесших значительный вклад в развитие физики и технологии полупроводников. Составляя список, мы включили в него и Олега Лосева, упомянув, что «О. В. Лосев был одним из пионеров применения полупроводников в практических радиоэлектронных устройствах в начале 20−х годов XX века».

К стыду своему, все, что мы знали тогда о О. В. Лосеве, было подчерпнуто из кратких упоминаний в предисловиях к некоторым отечественным техническим изданиям, преимущественно 50−х годов. Эти упоминания касались в основном демонстрации Лосевым усиления и генерации радиочастотных колебаний с помощью разновидности кристаллического детектора — кристадина. При этом физический принцип действия прибора не описывался. В ответ на запрос Intel мы написали буквально следующее: «Лосев О. В. продемонстрировал первый полупроводниковый трехконтактный усилитель». Реакция коллег из Intel была неожиданной. Кроме обычной в таких случаях благодарности они задали вопрос, в котором содержался неподдельный интерес: если О. Лосев создал первый трехтерминальный полупроводниковый прибор в 20−х годах, то получается, что он создатель первого в мире транзистора, за который Джон Бардин, Уолтер Брэттэн и Уильям Шокли получили Нобелевскую премию в 1956 году.

Просмотрев еще раз информацию о Лосеве в американском учебнике, мы нашли, что его прибор был двухконтактным, а ошибочное утверждение о трехконтактном приборе возникло из-за того, что стандартные электронные усилительные приборы (такие как транзисторы) имеют три контакта, поэтому мы отождествили усилительный прибор с трехконтактным. Тогда как же работал на самом деле усилитель Лосева? Один из авторов статьи вспомнил о двухконтактном приборе, который может усиливать электрический сигнал. Это — туннельный диод, имеющий так называемую N-образную вольт-амперную характеристику (ВАХ). В своем новом письме Intel мы так и написали: «Прибор О. В. Лосева был двухконтактным с N-образной ВАХ, напоминающей туннельный диод». Ответ из Intel последовал незамедлительно: если О. Лосев создал первый туннельный диод в 20−х годах, то как быть с Лео Есаки, который получил Нобелевскую премию (1973 год) за открытие туннельного диода в 1958 году?

Так рутинная историческая справка превратилась в загадку. Впрочем, не меньше удивляли неподдельный интерес американцев — сотрудников Intel и их желание докопаться до сути. Они провели самостоятельные изыскания и установили, что Олег Лосев был к тому же пионером оптоэлектроники и что на эту тему была обширная статья в американском журнале еще в 70−х годах. В таком контексте вполне естественным было поставить вопрос о «пересмотре приоритетов» в нобелевских работах, да и любопытство американских специалистов серьезно стимулировало к дальнейшим поискам.

Труды и дни Олега Лосева

Лосев стал знаменитостью, когда ему едва исполнилось двадцать лет. Например, в редакторском предисловии к статье Лосева «Осциллирующие кристаллы» в американском журнале The Wireless World and Radio Review (октябрь 1924 года) говорится: «Автор этой статьи, Мр. О. Лосев из России за сравнительно короткий промежуток времени приобрел мировую известность в связи с его открытием осциллирующих свойств у некоторых кристаллов…». Другой американский журнал — Radio News — публикует примерно в то же время статью под заголовком «Сенсационное изобретение». В ней говорилось: «Нет надобности доказывать, что это — революционное радио-изобретение. В скором времени мы будем говорить о схеме с тремя или шестью кристаллами, как мы говорим теперь о схеме с тремя или шестью усилительными лампами. Потребуется несколько лет для того, чтобы генерирующий кристалл усовершенствовался настолько, чтобы стать лучше вакуумной лампы, но мы предсказываем, что такое время наступит».

Работы Лосева по исследованию полупроводников печатались в таких журналах, как «ЖЭТФ», «Доклады АН СССР», Radio Revue, Philosophical Magazine, Physikalische Zeitschrift и др. Он выступал с докладами на многих всесоюзных конференциях, был премирован Комиссией Наркомпроса.

Один только перечень научных и инженерных достижений Олега Лосева составляет несколько страниц. Из него мы выделим два наиболее ярких результата. Первое — Лосев создал первые в мире полупроводниковые усилитель и генератор электрических сигналов. Он разработал и изготовил практические приемно-передающие устройства на полупроводниках.

Второе достижение Лосева — это пионерские работы в области оптоэлектроники: создание и всестороннее исследование первого в мире светодиода. Поразительно, что для объяснения наблюдаемых эффектов Лосев пользовался понятиями квантовой физики (за несколько лет до формального рождения квантовой механики твердого тела). Отметим также, что для исследования области полупроводника, из которой идет свечение, Лосев использовал трехэлектродные схемы, то есть он фактически продемонстрировал транзисторную структуру (правда, без усиления).

В 20−е годы было известно, что если к некоторым кристаллам прижать металлическую проволоку, то у них возникает способность принимать (детектировать) радиосигналы. Для демонстрации этого эффекта чаще всего использовались кристаллы галенита (PbS). Однако сам принцип действия детекторов в то время не был известен. К тому же детекторы работали неустойчиво, сигнал на выходе кристаллического детектора был очень слаб и его можно было услышать только с помощью чувствительных наушников.

Олег Лосев стал искать пути усовершенствования детекторов. В процессе исследований в Нижегородской радиолаборатории он обнаружил в детекторе из цинкита (минеральный оксид цинка — ZnO) со стальным острием способность усиливать слабые радиосигналы и возбуждать в радиотехнических контурах незатухающие колебания. Лосев установил фундаментальную закономерность — генерацию или усиление сигнала с помощью двухэлектродного прибора можно получить только в том случае, если он при определенных условиях обладает «отрицательным сопротивлением» (возрастание напряжения на приборе приводит к падению тока). Это открытие и легло в основу радиоприемника, который Лосев создал в 1922 году и назвал кристадином. Свои результаты изобретатель впервые опубликовал в нижегородском журнале «Телеграфия и телефония без проводов» («ТиТбп»).

Устройство Лосева позволило не только принимать радиосигналы на больших расстояниях, но и передавать их. Молодому исследователю удалось получить пятнадцатикратное усиление сигнала в головных телефонах (наушниках) по сравнению с обычным детекторным приемником. Радиолюбители, высоко оценившие изобретение Лосева, писали в различные журналы, что «при помощи цинкитного детектора в Томске, например, можно слышать Москву, Нижний и даже заграничные станции». По лосевской брошюре «Кристадин» создавали свои первые приемники тысячи энтузиастов радиосвязи. Более того, кристадины можно было просто купить как в России (по цене 1 руб. 20 коп.), так и за рубежом.
Превратности судьбы

Казалось бы, Лосева ожидало блестящее будущее. Но хотя он и получил мировое признание в возрасте двадцати лет, самой высокой научной должностью, которую он когда-либо занимал, была должность старшего лаборанта.

Попытаемся реконструировать обстановку, в которой работал молодой ученый. Пик творческой активности Лосева приходится на 1921−1928 годы, когда он работал в Нижегородской радиолаборатории (НРЛ). И это не случайно — НРЛ была уникальной организацией, подобной с тех пор в России не было. НРЛ была организована в 1918 году по прямому указанию Ленина, и в дальнейшем он лично ее курировал.

По творческой атмосфере, царившей в Нижегородской радиолаборатории в 1918−1924 годах, по широте и результативности исследований ее впору сопоставлять разве что со знаменитой Bell Laboratories в США, которую принято считать самой результативной научно-производственной организацией в мире. НРЛ по структуре и задачам кардинально отличалась как от отраслевых институтов, обслуживающих уже сформировавшиеся узкие технические направления, так и от академических институтов, призванных проводить фундаментальные исследования. В НРЛ, как позднее и в Bell Laboratories, задача ставилась и решалась комплексно: в первую очередь формулировалась широкая практическая задача, и по ходу ее решения ставились фундаментальные научные вопросы. Не было разделения на прикладную и фундаментальную науку — исследователи были и учеными, и инженерами одновременно.

После смерти Ленина статус лаборатории меняется. В 1925 году ее переводят из подчинения Наркомата почт и телеграфа в систему Научно-технического отдела ВСНХ СССР, который подчиняет ее Тресту заводов слаботочной электропромышленности. В 1928 году Нижегородская радиолаборатория прекращает свое существование — ее поглощает Центральная радиолаборатория в Ленинграде (ЦРЛ). Разумеется, в новой организации были свои программы работ. Лаборант Лосев был назначен в группу фотодетекторов. В 1935 году в результате реорганизации ЦРЛ Лосев остался без работы. При помощи друзей ему удается устроиться ассистентом на кафедру физики 1−го медицинского института. На этом его научная работа прервалась. В 1940 году он вновь попытался продолжить исследования, но помешала война.
Въедливый экспериментатор

Представим на мгновение, что работы Лосева получают поддержку, пусть даже очень скромную, — Лосев работает руководителем группы из нескольких человек (даже не лаборатории), у него самостоятельная тема, у него есть возможность участвовать в международных конференциях. Могли ли при таком сценарии работы Лосева приблизить эру твердотельной электроники? С одной стороны, в 1922 году Лосев не знал и не мог знать целого ряда явлений, необходимых для понимания работы кристадина, таких как зонная структура твердого тела (эта теория была разработана в 30−х годах), роль примесей в полупроводниках (понята только в 40−х) и туннельный эффект (открыт в конце 20−х годов).

Но, с другой стороны, были известны дискретная структура атома и концепция квантов. В принципе это уже достаточная база для работы экспериментатора. Существовала и теория газового разряда с лавинным размножением (в таком разряде наблюдается аналогичная ВАХ с отрицательным участком). Методология его экспериментов, выполненных в 1926−1927 годах, была столь удачна, что практически те же экспериментальные приемы используются современными исследователями. Вот что пишет об этих работах известный современный исследователь электролюминесценции в полупроводниках американец Игон Лобнер (к слову, автор лучшего исследования научных достижений Лосева): «Его экспериментальная методология была в основном той же, что мы использовали в лаборатории фирмы RCA, работая с выращенными из расплава монокристаллами фосфида галлия».

Поразительной была и интуиция Лосева. Например, когда он пытался объяснить свои результаты измерения положения границы в спектрах излучения, он пришел к выводу, что излучение, возникшее при пропускании тока, есть явление, обратное фотоэлектрическому эффекту, и предложил качественное объяснение этого эффекта, очень близкое к современным представлениям.

Основной экспериментальной трудностью для Лосева было отсутствие надежных материалов. Однако он был очень настойчивым и въедливым экспериментатором. Исследовал все доступные тогда полупроводники. Известно, что, изучая фотоэлектрические эффекты в полупроводниках, Лосев исследовал девяносто два различных материала, в том числе и кремний. Экспериментируя с синтезом полупроводниковых кристаллов, он неминуемо бы обнаружил влияние примесей на электрические свойства полупроводников. Он также неминуемо обнаружил бы, что кремний и германий являются наиболее подходящими полупроводниковыми материалами (последняя работа Лосева была посвящена именно кремнию). Наконец, развивая экспериментальную методику, он мог наблюдать эффект усиления в трехконтактных полупроводниковых структурах — то есть сделать первые транзисторы. Таким образом, продолжение и расширение работ Лосева, безусловно, могло бы приблизить полупроводниковую эру (со всеми ее как прикладными, так и фундаментальными научными проблемами), и Россия получила бы ключевую технологию XX века.
Академики и лаборанты

«Почему работы Лосева не включены в знаменитые исторические очерки по истории твердотельных усилителей — это очень интересный вопрос. Ведь кристадиновые радиоприемники и детекторы Лосева в середине 20−х годов демонстрировались на основных европейских радиотехнических выставках… Я сам видел кристадинный радиоприемник в советской экспозиции в Нью-Йорке в 1959 году», — вопрошает в одной из работ Игон Лобнер.

Есть такой биографический справочник — «Физики» (автор Ю. А. Храмов), он вышел в 1983 году в издательстве «Наука». Это самое полное собрание автобиографий отечественных и зарубежных ученых, изданное в нашей стране. Имени Олега Лосева в этом справочнике нет. Ну что ж, скажет читатель, справочник не может вместить всех, вошли только самые достойные. Но в той же самой книге содержится раздел «Хронология физики», где приведен перечень «основных физических фактов и открытий» и среди них: «1922 г. — О. В. Лосев открыл генерацию электромагнитных колебаний высокой частоты контактом металл-полупроводник».

Таким образом, в этой книге работа Лосева признана одной из самых важных в физике XX века, но места для его автобиографии не нашлось. В чем тут дело? Ответ очень прост: все советские физики послереволюционного периода заносились в справочник по рангу — включались только члены-корреспонденты и академики. Лаборанту же Лосеву дозволялось делать открытия, но не греться в лучах славы. При этом имя Лосева и значение его работ было хорошо известно сильным мира сего. В подтверждение этих слов процитируем выдержку из письма академика Абрама Иоффе Паулю Эренфесту (16 мая 1930 г.): «В научном отношении у меня ряд успехов. Так, Лосев получил в карборунде и других кристаллах свечение под действием электронов в 2−6 вольт. Граница свечения в спектре ограничена».

А вот что пишут А. Г. Остроумов и А. А. Рогачев в своей статье, посвященной Лосеву: «А. Ф. Иоффе приглашает его провести ряд опытов в ЛФТИ. Некоторое время у О. В. Лосева в ЛФТИ было свое собственное рабочее место, однако закрепиться в штате ЛФТИ ему не удалось». Судя по всему, Лосев был «слишком независимым» человеком. Действительно, все работы он выполнил самостоятельно — ни в одной из них нет соавторов.

В 1947 году (к тридцатилетию Октябрьской революции) в нескольких выпусках журнала «Успехи физических наук» были опубликованы обзоры развития советской физики за тридцать лет, такие как: «Советские исследования по электронным полупроводникам», «Советская радиофизика за 30 лет», «Советская электроника за 30 лет». О Лосеве и его исследованиях кристадина упоминается лишь в одном обзоре (Б. И. Давыдова) — в части, посвященной фотоэффекту, отмечается: «В заключение нужно еще упомянуть работы О. В. Лосева по свечению кристаллического карборунда и по "обратимому" вентильному фотоэффекту в нем (1931−1940)». И ничего сверх этого. (Отметим, к слову, что большинство результатов, которые в тех обзорах оценивались как «выдающиеся», сегодня никто и не вспоминает.)

Есть одно очень символическое совпадение: Лосев умер от голода в 1942 году в блокадном Ленинграде, а его работа по кремнию оказалась потерянной , и в том же 1942 году в США компании Sylvania и Western Electric начали промышленное производство кремниевых (а чуть позже и германиевых) точечных диодов, которые использовались в качестве детекторов-смесителей в радиолокаторах. Через несколько лет работы в этой области привели к созданию транзистора. Смерть Лосева совпала по времени с рождением кремниевой технологии.

Подпишитесь на нас