Я вам не Сталин… Я хуже! Часть вторая: Генеральный апгрейд

В том мире они уже были давно известны и, с 1934-го года производились в СССР под названием селено-кадмиевых и медно-закисных выпрямителей и диодов. Последние, даже были вполне доступны советским радиолюбителям, собирающих на них простенькие детекторные приёмники.

Есть у меня инфа, что можно получить и вполне работоспособный медно-закисный транзистор. Мучительно морща лоб вспоминаю:

– Твёрдотельный триод вроде бы можно получить из диоксида меди пропуская через трубочку восстанавливающий газ… Не помню какой именно. Получится пятно из «слойки» диоксид-оксид-закись. Если через энный геммор в эти зоны микросборкой законтачить электроды, то получится триод.

Диоды в СССР вроде бы выпускает с похожей технологией.

Хотя в целом это технологический тупик: малое пробивное напряжение, малый ток нагрузки, ограниченный температурный диапазон, малые рабочие частоты, нестабильность во времени…

Но именно работая над разработкой и производством диодов на оксиде меди для радиостанций, будущий академик АН УССР Вадим Евгеньевич Лашкарёв, чуть было не совершил в 1941-м году эпохальное открытие. Приближая термозонд к игле детектора, он фактически воспроизвёл структуру точечного транзистора: еще бы шаг – и он бы открыл транзистор на шесть лет раньше американцев.

Однако, вся наша история состоит из одни «бы»…

Обидно, однако!

Так что тема твердотельных электронных приборов в СССР хорошо известна и, учить хроноаборигенов мне особенно нечему.

Над полупроводниками изолированно друг от друга трудилось несколько групп советских учёных, в частности тот же академик Иоффе в Ленинградском физико-техническом институте, написавший ещё в 1931-м году статью под красноречивым названием: «Полупроводники – новые материалы электроники».

Мне осталось, что?

Да сущий пустяк!

Объединить усилия, что и было сделано созданием Наркомата радиопромышленности СССР с единым НИИ и, придать ускорительный пендель, что я намереваюсь проделать сейчас.

Видимо Крижановский уже успел поверхностно просветить, почему Иоффе и первым перешёл «к телу»:

– Так Вы говорите, Иосиф Виссарионович, полупроводники на основе кремния более предпочтительны, чем прочие?

Здесь я уже без страха и упрёка мог сослаться на наших рыцарей плаща и кинжала из НКВД:

– «Так», говорю не я, Абрам Фёдорович! Ещё в середине 30-х годов, Марвин Келли собрал в фирме «Bell Telephone Laboratories» группу специалистов из Массачусетса, Принстона и Стэнфорда под непосредственным руководством Джозефа Беккере, который в свою очередь привлек высококлассного теоретика Шокли и блестящего экспериментатора Браттейна. Вот они-то и установили предпочтительность кремния перед прочими.

Германий я намеренно оставил за поребриком. Ибо это – технологический тупик, в котором надолго могут застрять советские учёные и советская промышленность, из-за нашей национальной особенности - инертности. Да и электронные приборы из него - немногим лучше тех же стержневых радиоламп….

Да и то ещё далеко не факт!

Академик кивнув, задал наводящий вопрос:

– Многие из этих имён мне известны. Ну и на какой стадии находятся их исследования?

Целенаправленно ища замену вакуумному триоду, работая единой компактной группой по первой в истории и единственной в мире целенаправленной долговременной научной программе…

Скажите мне после этого, что в США не социалистическая экономика!

…И дополнительно привлекая более двух тысяч дипломированных ученых и инженеров - не говоря уже и о практически неограниченных ресурсах и бюджете в сотни миллионов долларов ежегодно. Тем не менее, американцы…

Совершили открытие транзистора чисто случайно!

И уже далеко после окончания Второй мировой войны.

К сожалению, мои познания этим и ограниченны. Если же я начну разглагольствовать с академиком об «p-n-переходах» в полупроводниках - ещё называемых «дырками», то буду выглядеть просто смешно.

Поэтому я довольно сухо ответил:

– Пока они всего лишь установили, что лучшим полупроводником будет чистый до 99,9999 процентов кремний, легированный бором, мышьяком, фосфором или галлием.

Естественно, у обоих «яйцелоговых» требуемая чистота вызвала настоящий шок:

– …??? Это невозможно!

Я терпеливо:

– Всё возможно, если подходить системно. Сперва, надо найти источник как можно более чистой двуокиси кремния – песка то бишь…

Кажется, под самый «занавес» СССР, самый чистый песок нашли где-то в Киргизии.

– Затем металлургическими способами получить из него как можно более чистый металл, после чего…

Затем, очень долго и нудно, я рассказывал про «зонную плавку» и другие способы очистки, про выращивания монокристалла кремния по методу Чохральского и так далее и, тому подобное.

Пока всё это «тёр по ушам», размышлял:

«А может, ну его нах – тот кремний?».

Получение сверхчистого монокристалла из кристалла - это ещё не всё, это лишь – первый этап.

Затем он пилится дисковыми алмазными дисками (кремний очень твёрдый и по этой характеристике уступает разве что алмазу) пилится на пластины, те в свою очередь – шлифуются, химически обрабатываются, делятся на отдельные элементы нужных размеров…

При этом, если отход от брака достигает девяносто восьми процентов – это считается ещё очень большой удачей.

И это - только начало…

И это только тот «геморрой», что я знаю!

То, о чём я и понятия не имею – на порядки больше.

И тут я вспомнил про такой интересный минерал, как «молибденит» или иначе - дисульфид молибдена.

В начале XXI века, этот полупроводник считался весьма перспективным и возможно даже идущим на замену традиционному кремнию: ведь пластины из того - могут быть только трёхмерными и, следовательно - сравнительно объёмными и громоздкими.

Из молибденита же, теоритически возможно создание «двумерных» полупроводниковых материалов толщиной в одну молекулу (0,65 нанометра) и, интегральные схемы из него - могут быть гибкими, иметь любую форму и располагаться где угодно. Хоть быть нанесёнными на оконное стекло в виде невидимых фотоэлементов, на лобовое стекло автомобиля, на электрическую лампочку или вообще - быть приклеенными на человеческую кожу.

Кроме этого, плоскостные кристаллы молибденита – лучший пьезоэлектрик из всех известных науке веществ. Их можно использовать в миниатюрных переключателях, в высокочувствительных датчиках веса - которые могут измерить массу единственной молекулы.

Наконец, транзисторы на основе молибденита быстрее переключаются и потребляют в 100 тысяч раз меньше энергии, чем транзисторы из традиционного кремния.

Конечно, всё это - чисто теоретически и, до того - чтобы проверить все вышеперечисленные «ништяки» на практике - ни я в теле Реципиента не доживу, ни мои собеседники… Нам важнее то, что молибденит очень мягок: даже при малейшем нажиме рукой, он оставляет на пальцах мельчайшие «жирные» чешуйки.