Судьба полупроводников — сегодняшней основы электроники — не лишена драматизма. Радиотехника только делала первые шаги, когда из природных полупроводниковых кристаллов начали изготавливать детекторы. Но с появлением электронной вакуумной лампы, ее триумфальным взлетом, кристаллические детекторы были вытеснены ею и забыты, как казалось тогда, навсегда.
Однако много лет спустя радиоэлектроника достигла такого уровня, что возможности вакуумных ламп практически исчерпались. Возникла острая необходимость в компактных, работающих при малом потреблении энергии электронных устройствах. Надо было искать новые пути. Тогда ученые и обратили вновь свои взоры к полупроводникам.
Годы забвения не прошли бесследно. За это время теоретики и экспериментаторы как бы подготовили плацдарм для нового наступления, нового шага полупроводников в большую технику. Благодаря успехам в квантовой механике впервые удалось объяснить электрические свойства твердого тела, найти способы управления ими. А развитие ядерной техники способствовало совершенствованию методов получения ультрачистых веществ, из которых изготавливают монокристаллы.
Взяв старт, полупроводниковая электроника развивалась стремительными темпами, достигнув блестящих успехов в крайне сжатые сроки. Полупроводники не только заменили вакуумные лампы в электронно-вычислительных машинах и многих радиосхемах, но и способствовали расширению сферы электроники.
Они успешно применяются для прямого превращения тепловой энергии в электрическую. Полупроводники стали основой солнечных батарей, преобразующих в электрический ток лучистую энергию Солнца.
Ученых привлекла своей перспективностью и обратная задача — создание полупроводниковых источников света, питаемых электрическим током. Были разработаны и построены первые полупроводниковые лазеры, «сердцем» которых стали такие источники.
Полупроводниковые лазеры пока что обладают малой мощностью, но и энергии потребляют крайне мало. Они с успехом используются в исследовательских целях — например, в спектроскопии для определения состава тех или иных газов — и найдут применение в народном хозяйстве для контроля загрязнения атмосферы. Но сфера их практической деятельности расширяется.
Полупроводники сулят реальные выгоды и в областях науки и техники, где приходится работать с плазмой — ионизированными газами. Чтобы получать ее традиционными методами, приходится прибегать к нагреву до очень высоких температур. Однако выяснилось, что в полупроводниках плазму большой плотности можно создавать и при низких температурах. Исследуя ее закономерности, с меньшей затратой сил можно познавать многие тайны и горячей плазмы.
Значительного внимания заслуживает изучение в полупроводниках сверхпроводимости — свойства, на которое современная техника делает крупную ставку. Энергетические установки, где используются обычные полупроводники, достигли гигантских, почти предельных размеров. Это существенно сдерживает развитие энергетики. Подобные трудности можно было бы преодолеть, если бы удалось найти сверхпроводники, действующие не при температуре, близкой к абсолютному нулю, — такие материалы уже найдены, — а хотя бы немного превышающей температуру жидкого азота.
Ученые имеют на этот счет некоторые предположения, направляющие поиск к органическим полупроводникам и к изучению поверхностной проводимости кристаллов. Здесь предстоит еще много работать и теоретикам и экспериментаторам.
Уже сегодня полупроводники открыли многие замечательные возможности технического прогресса.
Созданы приборы, где активную роль играют слои толщиной меньше тысячной доли миллиметра.
Имеющиеся успехи и будущее чудесных кристаллов — то, что сегодня скрыто за горизонтами исследований, — сулят новые возможности прогресса науки и техники. В полупроводниках скрыто больше, чем мы знаем о них сегодня.
Лауреат Ленинской премии профессор А. Шотов, СССР, 1974 г.
