ИЗОБРЕТЕНИЕ ОЛЕГА ЛОСЕВА
В ту пору, когда появились первые детекторы, они были еще очень несовершенны. Подчас больших трудов стоило найти чувствительную точку. Пружинка с нее то и дело соскакивала. Приходилось снова и снова налаживать приемник. Много изобретательности приложили инженеры, чтобы улучшить детектор.
Современные полупроводниковые приборы — наследники первых примитивных детекторов и вакуумных ламп-диодов.
В 1919 году совершенствованием детектора увлекся молодой радиолюбитель Олег Владимирович Лосев. Мечтая посвятить жизнь радиотехнике, он начал с того, что еще совсем юным поступил рассыльным на первую в нашей стране Нижегородскую радиолабораторию. Здесь заметили любознательного и талантливого юношу. Сотрудники лаборатории помогли ему пополнить образование, и вскоре Лосев приступил к самостоятельной научной работе. Он тщательно исследовал природные минералы, применяемые в качестве детекторов, изучил их электрические особенности и в 1922 году пришел к неожиданному открытию. Молодой ученый доказал, что если особым способом включить в схему приемника два детектора и электрическую батарейку, то можно усилить электрические колебания, поступающие в наушники.
Для того времени открытие Лосева было очень важным. Ведь обычный детекторный приемник давал возможность слушать лишь близкие станции. Дальний прием, особенно В городах, где много помех и трудно устроить высокую и длинную антенну, оказывался практически невозможным. А приемники Лосева, которые он назвал кристадинами, уверенно принимали передачи сравнительно далеких радиостанций. Изобретатель построил на кристаллах и другие аппараты — генераторы, то есть возбудители электрических колебаний.
Лосев сразу же опубликовал свои открытия, не запатентовав их, не требуя за них никакого денежного вознаграждения. Во многих странах радиолюбители принялись строить приемники по его схемам. Американский журнал писал: «Молодой русский изобретатель передал свое изобретение миру». Французский журнал вторил: «Научная слава ожидает Лосева. Он обнародовал свое открытие, думая прежде всего о своих друзьях — радиолюбителях всего мира».
Несколько лет имя изобретателя не сходило со страниц журналов, но потом стало появляться все реже и реже. К концу 20-х годов идея его — использовать кристаллы для усиления и возбуждения электрических колебаний — была забыта. Наука еще не созрела для творческого, созидательного развития этого замысла. Теории полупроводников не существовало, искусственно создавать такие вещества почти не умели. Все надежды радиоинженеров сосредоточились на другом новшестве — радиолампах.
7. Олег Владимирович Лосев и его изобретения, опередившие время
В этой главе мы расскажем не только о научных исследованиях О.В. Лосева, но и покажем значение его изобретений с современных позиций. Что же характерно для научного наследия О.В. Лосева? Это прежде всего то, что значение его изобретений в наши дни не уменьшилось, а возросло. Более того, его изобретения приобрели мировое значение и известность. В 2013 году исполняется 110 лет со дня рождения Олега Владимировича Лосева. Поэтому рассказ об отечественном изобретателе и ученом начнем с его биографии.
Лосев Олег Владимирович родился 9 мая 1903 г. в Твери. В 1920 поступил в Нижегородскую радиолабораторию, с 1929 г. — сотрудник Ленинградского физико-технического института, с 1938 — Ленинградского 1-го медицинского института. В 1942 г. в блокадном Ленинграде в возрасте 39 лет скончался от истощения.
В этих скупых строках его биографии нет главного. Нет его научных достижений. А ведь Лосев в 19 лет обнаружил у некоторых кристаллических полупроводников Рис. 25. (цинкита и др.) способность генерировать электрические колебания высокой частоты.
Рис. 25. Олег Владимирович Лосев
На основе этого явления он построил полупроводниковый регенеративный, а затем гетеродинный приёмник, получивший широкую известность во всем мире под названием кристадина.
В 1927 г. обнаружил свечение генерирующего полупроводникового кристалла карборунда («свечение Лосева»). Изучил также фотоэлектрический эффект в полупроводниках, предложил новый способ изготовления фотоэлементов. Последней его работой, которая проводилась в дни блокады Ленинграда, была конструкция прибора для обнаружения металлических предметов в ранах.
Начну рассказ с первого изобретения Олега Владимировича. С раннего детства он был увлечен радиолюбительством, на деньги, сэкономленные от школьных завтраков, он оборудовал свою домашнюю мастерскую. Огромное впечатление в школьные годы на Олега Лосева произвела лекция В. М. Лещинского, бывшего в то время начальником Тверской правительственной радиостанции. Доходчивые и убедительные слова известного в то время специалиста в области радио глубоко запали в душу любознательного мальчика и фактически определили выбор его будущей профессии.
Там же, в Твери он познакомился с В.К. Лебединским и М. А. Бонч-Бруевичем, сотрудниками Тверской радиостанции, которые станут его будущими научными наставниками в Нижнем Новгороде. После окончания школы он едет в Москву и поступает на учебу в институт, но случайная встреча с В. К. Лебединским на Первом Всероссийском радиотехническом съезде меняет все его планы.
Лосев бросает институт и поступает на работу в Нижегородскую лабораторию, созданную по декрету В. И. Ленина в 1918 г. Его принимают в лабораторию Владимира Константиновича Лебединского, в то время одного из самых авторитетных российских ученых в области радио. Под непосредственным влиянием и руководством профессора Лебединского очень быстро Олег Владимирович из лаборанта превращается в пытливого исследователя, ищущего свои пути в науке.
Его первая научная статья вышла уже в 1921 году в местном журнале «Радиотехник». В следующем году он публикует статью «Детектор-генератор; детектор-усилитель» в журнале Нижегородской радиолаборатории «Телеграфия и телефония без проводов» (ТиТбп) [19]. В этом же году им была подана заявка на выдачу патента «Способ генерирования незатухающих колебаний». Однако патент № 996 по данной заявке (рис. 26) был выдан лишь 22.02.1926 г.
Рис. 26. Первый патент О.В. Лосева
Получается, что публикация статьи опередила установление за О. В. Лосевым авторских прав на изобретение приемника с кристаллическим генератором. Но Лосев спешит рассказать всему миру о своем изобретении. И вот уже появляются его статьи во Франции, Германии, Англии и в США. Они вызывают восторженное отношение у специалистов и радиолюбителей. Приемнику Лосева за границей дается название «кристадин» редактором парижского журнала, инженером Кинэ. Похвалы «приемнику без ламп» и его изобретателю расточаются в изобилии; не забыто и то, что Лосев опубликованием своих схем, не получив патент, подарил свое изобретение радиолюбителям всего мира.
Кристадины начинают изготавливаться в разных странах, о них публикуются множество статей. Но так ли бескорыстны зарубежные авторы этих публикаций? Возьмем к примеру одну из ранних статей в США из журнала «Radio News» 1924 г. [20]. В статье нет ссылок на статьи О. В. Лосева, опубликованные ранее как в Европе, так и в России. Имеется лишь уведомление такого содержания, цитирую: «The diagrams, as well as a good deal of the information printed in this article, are published in conjunction with «Radio Revue» of Paris. Arrangements have also been made with the inventor, Mr. О. V. Lossev, to furnish additional information on the Crystodyne principle» (Диаграммы, а также большой объем информации, напечатанные в этой статье, опубликованы в союзе с «Radio Revue» из Парижа. Соглашения также были достигнуты с изобретателем м-ром О.В. Лосевым, чтобы получить дополнительную информацию по кристадинам).
Но самое главное в другом. Торговая марка «Кристадин» присваивается себе журналом «Radio News», цитирую: «The term «Crystodyne» has been trade-marked by RADIO NEWS in the United States as well as in Europe. Manufacturers and the trade are cautioned not to use it on any merchandise without the consent of RADIO NEWS» (Термин «Кристадин» был торговой маркой RADIO NEWS в США, а также в Европе. Производители и торговля предупреждаются о запрете использования его без согласия RADIO NEWS).
После такого заявления сам Лосев уже не имел права называть свое детище Кристадином без согласия американцев. Вот такой «положительный отзыв» Олег Владимирович на свое изобретение получил из США в 1924 г.
Может быть поэтому статья профессора В. К. Лебединского в журнале «Радиолюбитель» в 1924 г. [21] «Первое выступление на мировой арене», сопровождаемая обложкой только что упомянутого американского журнала, завершается фельетоном, в котором весьма едко затронут вопрос о невыдаче патента Лосеву: «Виданное ли это дело, чтоб русские изобретения в России патенты получали» и далее «Говорят человека не нашлось, чтоб мог обычный детектор от генерирующего отличить — вот и не дали патент». Не известно из-за этой статьи с фельетоном или по какой-то другой причине, но профессор В. К. Лебединский в 1924 г. получил выговор от наркомата почт и телеграфов, исключен из штатов наркомата и был вынужден покинуть радиолабораторию и Нижний Новгород. Но ведь до 1924 г. наверняка ни одна публикация Олега Лосева и ни один его патент не прошел этап обсуждения с его учителем В. К. Лебединским, который, несомненно, делал Лосеву замечания, давал советы.
Почему же Олег Владимирович во всех статьях и патентах везде один? И даже в зарубежных публикациях, которые он осуществил не без помощи профессора Лебединского нет ни слова о его учителе. Такой стиль ученого-одиночки в дальнейшем еще более укоренился в его научных исследованиях. Своих учеников и последователей после своей смерти Лосев не оставил. И может быть поэтому его последняя публикация, в которой он наиболее близко приблизился к созданию полупроводникового триода, потерялась во время войны и не может быть никем воспроизведена.
К сожалению, не удалось Олегу Владимировичу объяснить физическую сторону явления, которая была положена в основу его изобретения, как и английскому ученому Икклзу, который в 1910 году заметил генерирующие свойства колебательного контура при подключении к нему некоторых типов кристаллических детекторов при подаче на них постоянного напряжения.
Однако в отличие от своего предшественника, который объяснял генерирующие свойства дуговыми явлениями,
О.В. Лосев своими опытами доказал, что не тепловые эффекты лежат в основе принципов работы кристадина, а электронные процессы на границе полупроводника и металла. Но главное, что ему удалось впервые применить генерирующие свойства полупроводников на практике. Можно смело утверждать, что практическая полупроводниковая электроника началась впервые в мире с создания О.В. Лосевым кристадина (рис. 27).
Рис. 27. Кристадин Лосева (музей HPЛ)
Не менее значимы исследования О. В. Лосева, связанные со свечением полупроводников. В статье, опубликованной в 1923 г., Лосев впервые сообщил, что наблюдал свечение зеленого света в контактной точке детектора на основе карбида кремния (карборунда) [21]. Казалось бы, до него в журнале «Electrical World» в 1907 г. английский ученый Раунд (H.J. Round) в небольшой заметке описал подобное явление свечения карборундового детектора под воздействием приложенного постоянного напряжения. Почему же в таком случае это явление в историю физики вошло под названием «Свечение Лосева»?
Все дело в том, что заметка Раунда не оказала никакого влияния на последующее развитие науки о светящихся кристаллах. Лосев же провел детальное исследование этого явления. Более того, он описал в последующих работах, что в данном явлении имеют место фактически два разного типа свечения при различной полярности напряжений на контакте. Используя современную терминологию, можно сказать, что О. В. Ло сев исследовал не только инжекционную электролюминесценцию, которая в настоящее время лежит в основе светодиодов и полупроводниковых лазеров, но предпробойную электролюминесценцию, которая применяется в оптоэлектронике при создании люминесцентных дисплеев.
Следует подчеркнуть, что именно в исследовании свойств карборунда проявился истинный талант О. В. Лосева как экспериментатора. Применяя предложенный им метод шлифов и зондовой микроскопии, перемещая тонкое металлическое острие поперек шлифа, он показал с точностью до одного микрона, что предповерхностная часть кристалла имеет сложное строение. Он выявил активный слой толщиной несколько микрон.
На основе этих исследований Лосев предположил, что причиной униполярной проводимости являются различные условия движения электронов по обе стороны активного слоя. Совершенствуя эксперимент и доведя число зондов-электродов до трех и более, он свое предположение подтверждает. Фактически в этом эксперименте Лосев был близок к изобретению трехэлектродного полупроводникового прибора — транзистора [23].
Судя по найденной недавно рукописной автобиографии О. В. Лосева, написанной им самим в 1939 г. (оригинал хранится в Политехническом музее), «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». Комплексный экспериментальный метод позволил Лосеву исследовать вентильный фотоэлектрический эффект в карборунде. В последней из опубликованных им статей в 1940 г. [24] он пишет: «Явление вентильного эффекта в карборунде обратимо: при токе от внешнего источника напряжения, внутри того же самого слоя полупроводника, в котором мог происходить вентильный фотоэффект происходит довольно интенсивное холодное свечение…». Чтобы выбрать наиболее подходящий материал для изготовления фотоэлементов, Лосев исследовал огромное количество полупроводников. Он выбрал кремний, который давал наиболее высокую фоточувствительность.
Великую Отечественную войну О. В. Лосев встретил, работая на кафедре физики 1-го Ленинградского медицинского института. Он отказался от эвакуации и не прекратил своей научной деятельности, тем самым оказывая большую помощь фронту. Им были разработаны электростимулятор сердечной деятельности, портативный прибор для обнаружения металлических осколков в ранах, система противопожарной сигнализации. Несмотря на язвенную болезнь желудка и недостаточное питание, Лосев становится донором и отдает свою кровь для защитников Ленинграда. Все это самым неблагоприятным образом сказалось на его здоровье и 22.01.1942 года Олег Владимирович Лосев скоропостижно скончался.
Как мы видим, жизнь Олега Владимировича Лосева яркая и трагичная. Она напоминает сверкающий след метеора на научном небосклоне. В двадцать лет он делает открытия, значимость которых мы начинаем понимать только теперь. В 35 лет ему присуждают ученую степень кандидата физико-математических наук. Его преданность науке не имеет границ. Трагическая смерть от голода в осажденном Ленинграде в 39 лет вызывает у нас скорбь и сострадание.
До сих пор не прекращаются споры о том, от какого момента следует отсчитывать время зарождения полупроводниковой электроники. Одни считают — это момент создания полупроводникового выпрямителя. Но я считаю, что следует отсчитывать от момента создания полупроводниковых приборов, способных не только выпрямлять, но и усиливать и генерировать электромагнитные колебания. Человеком, который это совершил, был наш соотечественник, изобретатель и ученый Олег Владимирович Лосев. Его замечательные открытия — усиление и генерация, свечение полупроводников, намного опередили свое время и оказались практически забытыми в наше время.
Хотелось бы закончить эту главу словами академика
А.Ф. Иоффе о Лосеве [25]: «О. В. Лосев был талантливым и совершенно оригинальным ученым и изобретателем, шедшим своим путем, иногда предвосхищая развитие техники. Его результаты имеют значение как для радиотехники, так и для многообразных применений полупроводников. Явление падающей характеристики было открыто еще в 1922 г. О. В. Лосевым на контакте стальной проволочки с кристаллом цинкита и некоторых других материалов. Впрочем, и в вопросе о значении р-n границы приоритет принадлежит тому же О.В. Лосеву, который в 1938–1939 гг. изучал видимые на глаз прослойки в кристаллах карборунда с противоположным механизмом проводимости. Таким образом, О. В. Лосев не только подметил выпрямление на границе между Р и N карборундом, но и открыл и, по-видимому, правильно объяснил свечение при прохождении тока через границу».
Читайте также
Диалектика изобретения
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.
Александр Владимирович Фролов Новые источники энергии
Александр Владимирович Фролов Новые источники энергии Посвящается моим родителям, учителям и соратникам. От возможного – к
Время собирать камни
Время собирать камни «Усвой то, что сделали твои предшественники, и иди дальше» Л.Н. Толстой, писатель В.Н. Венедиктов. 1970-е гг.Наступил момент, который царь Соломон из библейской книги «Эклезиаст» определил, как «…время собирать камни».Руководство «Отдела 520» (УКБТМ)
Глава 2 Самые древние изобретения
Глава 2 Самые древние изобретения Vestra salus – nostra salus. Ваше благо – наше благо. По последним данным традиционной археологии, первое изобретение древнего человека – каменный нож (рубило), которым обитатели Северо-восточной Африки соскабливали мясо с костей животных. Эти
Глава 3 Как рождаются изобретения
Глава 3 Как рождаются изобретения Quot hominess tot sententiae. Сколько людей – столько мнений .Известный разработчик методик решения изобретательских задач Генрих Саулович Альтшуллер отмечал, что «изобретатели не очень охотно и не часто рассказывают о путях, которые их привели к
Глава 5 Великие изобретатели и их изобретения
Глава 5 Великие изобретатели и их изобретения Mens ogitat molen. Ум двигает материю. (Из Вергилия) В предыдущей главе были сформулированы основные принципы изобретательства, основанные на высказываниях великих изобретателей. В этой главе, учитывая их изобретательский опыт, мы
Глава 10 Другие интересные изобретения и составление их формул
Глава 10 Другие интересные изобретения и составление их формул Faciant meliora potentes. Пусть сделает лучше тот, кто может. В этой главе рассмотрим составление формул для изобретений, которые благодаря своей оригинальности оставили след в истории изобретательства.Ученые долго
Александр Владимирович Фролов Новые космические технологии
Александр Владимирович Фролов Новые космические технологии Существует только один истинный закон – тот, который помогает стать свободным. Ричард Бах «Чайка по имени Джонатан Ливингстон»
Петров Василий Владимирович
Петров Василий Владимирович ВАСИЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ПЕТРОВ(1761–1834)Василий Владимирович Петров был одним из замечательных физиков конца XVIII и начала XIX в. К сожалению, о его работах весьма мало, а вернее ничего, не знали его современники вне России, да, пожалуй, мало знали и
Часть III Новое время
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
А в это время на платформах…
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)
В преддверии подъема -2 Время еще не пришло?
В преддверии подъема -2 Время еще не пришло? Российское гражданское самолетостроение в 2007 г.Ровно год назад мы опубликовали статью «В преддверии подъема», в которой рассмотрели основные результаты работы авиастроительной отрасли России в 2006 г. в области производства и
Движение во время дождя
Движение во время дождя Во время дождя автомобилистам надо быть особенно внимательными, ведь слой пыли, который находится на дороге, намокнув, превращается в тонкую пленку грязи и делает дорогу скользкой, а также дождь ограничивает видимость и сцепление колес с дорогой.
20-летний Лосев изобрёл — амеры украли.
\\\\ Лосев Олег Владимирович ////
Советский физик и изобретатель, автор первых научных трудов,
описывающих процессы, происходящие в поверхностных слоях полупроводника.
Внёс большой вклад в исследование электролюминесценции
в твёрдых полупроводниках. Автор первого в мире генерирующего
кристаллического детектора, автор первого в мире патента на «световое реле».
В 1938 году без защиты диссертации получил степень кандидата физико-
математических наук за исследования по электролюминесценции.
Родился: 10 мая 1903 г., Тверь, Российская империя.
Умер: 22 января 1942 г. (38 лет), Санкт-Петербург, СССР.
Чем известен: изобретатель кристадина.
\\\\ Олег Лосев – изобретатель кристадина и светодиода
первее американского воришки русского изобретателя !! ////
В 1920-х ещё не было такого понятия как промышленный шпионаж
и тем-БОЛЪее,- было мгновенное желание молодых учёных
заявить первыми в печати о своих открытиях, игнорируя секретность…
20-летний парень России занимался на высочайшем уровне
Кристаллами с электричесвтом и первыми светодиОдами !!
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.
ОлегЛосев 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 радиограммы 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.
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 умер.
Подлый нобелевский комитет по-Шнобелевски подло поступил
Против правды, как и во многих других полит-слУчаев.
(Сахаров, нью-газЕтка, Абамка-Обманка и тт\дддд..)
После этой лекции судьба Лосева Олега определилась.
Он стал частенько бывать на радиостанции,
со всеми там перезнакомился, влюбился в радиотехнику !!
При радиостанции благодаря энтузиазму сотрудников
создалась «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 увидел 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 Новгород 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 прибывший 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 Олега 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,
разыскивал 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 заведомо
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 вольт
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.
Примечательно, 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.
Регенеративный приемник “Кристадин”
В те годы радиолюбительство стало принимать массовый характер.
Вышло решение 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 настоящий 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 практически 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 замечательной,
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.
Выданные ему два авторских свидетельства на «Световое реле»
(первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили з
а 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 значительно 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 большой 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 на все времена.
Радиолюбитель нобелевского калибра
Ф изик Олег Лосев известен миру благодаря трем своим открытиям: он первым в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы; открыл электролюминесценцию полупроводников, то есть испускание ими света при протекании электрического тока, и исследовал емкостный фотоэффект в полупроводниках.
Родился Лосев в Твери 10 мая 1903 года. Отец его был конторским служащим на вагоностроительном заводе, мать — домохозяйкой. Интерес к научным исследованиям ему еще в школе привил учитель физики Вадим Леонидович Лёвшин (1896–1969), впоследствии лауреат Сталинских премий 1951 и 1952 годов — соответственно, за создание люминесцентных ламп и за исследования новых светящихся составов и разработку теории их действия.
Лосев страстно увлекся радиосвязью. В 1918 году по личному распоряжению Ленина в Нижнем Новгороде была создана радиотехническая лаборатория — новая власть остро нуждалась 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.
Переезжает в Нижний Новгород и Олег Лосев. После окончания Тверского реального училища в 1920 году и неудачного поступления в Московский институт связи он был согласен на любую работу, только бы приняли в лабораторию. Его берут посыльным.
В Нижнем Новгороде у Лосева 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.
Схема первых опытов Лосева
В то время интерес к кристаллическим детекторам практически отсутствовал — приоритет в исследованиях был отдан радиолампам. Возможно, поэтому Лосев, стремящийся к полной самостоятельности, решает усовершенствовать именно кристаллический детектор.
В 1922 году молодой ученый обнаружил, что детектор из цинкита (цинкитами называются соли, образуемые ионом ZnOl — с катионами различных металлов) со стальным острием может усиливать радиосигнал и сам способен возбуждать незатухающие колебания в электрическом контуре. На основе подобного детектора Лосев создал свой радиоприемник, который назвал «кристадином». Это было первое в мире приемно-передающее устройство на полупроводнике. Множество радиолюбителей собирали свои первые радиоприемники по лосевской книжке «Кристадин». 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 можно слышать Москву, Нижний и даже заграничные станции».
Продолжая исследования, в 1923 году на карборундовом детекторе Лосев обнаружил еще одну разновидность активности кристаллов: холодное безынерционное свечение, то есть способность полупроводников генерировать электромагнитные излучения в световом диапазоне волн. Так было сделано одно из перспективнейших открытий электроники — электролюминесценция полупроводникового перехода. Исследователь не прошел мимо необычного явления, не отнес его в разряд случайных помех — напротив, обратил на него самое пристальное внимание, угадал, что оно базируется на еще неизвестном экспериментальной физике принципе. В мировой физике это явление получило название «электролюминесценция», или просто «свечение Лосева». Фактически был открыто явление, которое легло в основу современных светодиодов.
А в 1927–1928 годах Олег Владимирович сделал и третье свое открытие: емкостный фотоэффект в полупроводниках, то есть способность кристаллов преобразовывать световую энергию в электрическую. На этом эффекте основан принцип действия солнечных батарей.
В 1934 году академик Иоффе пригласил Лосева провести ряд опытов в Ленинградском физико-техническом институте. Тот согласился, но в штат Физтеха его не взяли и только спустя некоторое время приняли на должность лаборанта кафедры физики Первого медицинского института в Ленинграде. И хотя в 1938 году Лосев все-таки получил степень кандидата физико-математических наук без защиты диссертации, он по-прежнему оставался лаборантом.
Когда началась блокада Ленинграда, Лосев продолжал исследования в осажденном городе. 22 января 1942 года на 39-м году жизни Олег Владимирович Лосев скончался от истощения.
Символично, что в год его смерти в США началось производство кремниевых диодов, от которых был один шаг до создания транзистора и современной электроники.