ОБЕД ПО ПОЛУПРОВОДНИКАМ

Вернемся к середине сентября 1959 года, когда близ Нью-Йорка собралась первая Международная конференция по квантовой электронике. Там было всего около полутораста пионеров новой науки. Лазеры еще не работали, правда, они уже тревожили воображение, но повестку дня еще не очень перегружали. И тем не менее она была так насыщена, что конференция выплескивалась далеко за стены небольшого зала, в котором происходили заседания. Да и вся обстановка способствовала этому. Хай Вью — тихое местечко, где оазисом была гостиница Шаванга-Лодж, вокруг лес, поля, рядом бассейн. Стояла такая жара, что после заседаний ученые, сбросив костюмы и оставшись в шортах, охотно беседовали на свежем воздухе. Я видела фотографии, простые любительские фотографии. Вот Таунс в трусиках, размахивая полотенцем, во главе таких же несолидных личностей мчится купаться. Они так спешат, что фигуры размыты, как на картинах импрессионистов, пытавшихся передать движение. Вот между Басовым и Прохоровым улыбающийся, добродушный Бонаноми. Все с бокалами в руках. Бонаноми хитро улыбается. Оказывается, он, поднимая тост, сказал, что пьет за Басова и Прохорова — будущих нобелевских лауреатов! Через семь лет в поздравительной телеграмме Бонаноми вспоминает о своем пророчестве.

А вот Джаван и Басов буквально уткнулись друг в друга — дискуссия захлестнула их где-то по дороге. Басов критикует его расчет. Джаван нахохлился, он озабочен.

Вот Блумберхен, наклонившись, пишет что-то на песке. За ним внимательно следит Корниенко из Московского университета и еще кто-то, стоящий спиной к фотоаппарату.

Вся эта непосредственная и непринужденная обстановка в Шаванга-Лодже сделала возможным одно совершенно невозможное обсуждение.

Программа первой квантовой конференции была так перегружена, что самый неожиданный для организаторов конференции доклад не попал в программу. Лишь немногие из делегатов обратили внимание на объявление: «Желающие обсудить перспективы применения полупроводников в квантовой электронике могут сделать это во время обеда. Сообщение за общим столом сделает профессор Н. Г. Басов из института Лебедева в Москве».

Вряд ли кто-либо ожидал, что мест не хватит и придется просить официантов поставить дополнительные приборы. Собралось свыше тридцати человек, более четверти всех участников.

Басов рассказал о расчетах, начатых в 1957 году и выполненных им вместе с Б. М. Вулом и Ю. М. Поповым. Формулы показывали, что, пропустив через пластинку, вырезанную из подходящего полупроводника, мощный электрический разряд, можно добиться в ней генерации инфракрасных волн. Это открывало совершенно новый путь.

Так прошла не конференция, не заседание, даже не семинар, а обед по полупроводникам.

Полупроводниковый обед прошел настолько успешно, что Басов остался совсем голодным. В пылу дискуссии ему было не до еды.

Так случилось, что один из наиболее интересных вопросов даже не попал в официальный том трудов конференции.

Теперь, размышляя о странном невнимании к сообщению Басова, приходится объяснять это, пожалуй, тем, что, видно, не назрело время для полупроводниковых лазеров, а главное — трудной судьбой самих полупроводников, которым с таким трудом далось признание.

Издавна так повелось, что ученые применяли либо проводники, либо изоляторы. А полупроводники — «ни рыба ни мясо», были просто какими-то пасынками. Действительно, кому придет в голову применять плохие изоляторы, если можно использовать хорошие?

Полупроводниковые лазеры оказались трудным орешком, и первый прорыв в неосвоенный оптический диапазон произошел по другим направлениям.

Уже в 1960 году заработал рубиновый лазер, а вскоре и его газовый собрат. К марту следующего года, когда собралась вторая конференция по квантовой электронике, к ним присоединились еще несколько лазеров на кристаллах, стекле и различных газах. Темпы развития и достигнутые результаты были так велики, что конференция, которая теперь собралась в университетском городке Беркли в Калифорнии, прошла под знаком лазеров.

О каких только лазерах здесь не говорили! Но суть конференций такого рода не столько в подведении итогов, сколько в обсуждении новых идей. Здесь, пожалуй, наибольший резонанс встретил доклад Р. В. Хеллворса об управляемых импульсах люминесценции. Он проложил путь управлению свойствами резонатора, открыл возможность перехода от хаотической свободной генерации к генерации гигантских коротких импульсов света с мощностями, составляющими десятки миллионов киловатт.

В глубоком докладе Н. Блумберхена и П. Першана старый вопрос о модуляции света нашел новое освещение, созвучное задачам лазерной эры.

Один доклад, посвященный лазерам, следовал за другим. Они заняли две трети программы. На их фоне отступили на второй план квантовые усилители и генераторы радиодиапазона.

И только один доклад на этой конференции был посвящен полупроводникам. Докладчиком был Басов. Он рассказал о трех новых методах, предложенных советскими учеными для приведения в активное состояние различных полупроводников, о различных вариантах одного из методов, разработанных им вместе с О. Н. Крохиным и Ю. М. Поповым.

Доклад, казалось, не встретил резонанса. И не удивительно. В область видимого и инфракрасного излучений уже были проложены широкие дороги. Уже многие десятки лабораторий изучали один кристалл за другим, перебирали всевозможные газовые смеси. В каждом номере физических журналов появлялись статьи о новых и новых лазерах. Кому же при этих условиях хотелось тратить силы на укрощение полупроводников, с которых лишь недавно и далеко не полностью было снято покрывало таинственности? Но полупроводники упорно стучались в двери нашего времени. И их удивительные свойства не могли не привлечь внимание физиков, а затем и инженеров. Теперь, несомненно, наибольшей известностью среди всех полупроводниковых приборов пользуются транзисторы — устройства, во многих случаях вытеснившие электронные лампы. Словом «транзистор» зачастую называют не только полупроводниковый прибор, служащий для усиления и генерации электрических колебаний, но и портативные радиоприемники или магнитофоны, в которых применяются транзисторы. Но специалистов по электронике такое словоупотребление коробит так же, как химиков шокирует применение слова «пластик» к полимерному плащу.

Создание транзистора и наиболее простого полупроводникового прибора — диода стало возможным после того, как физики научились управлять свойствами полупроводников, превращать его по желанию то в изолятор, то в проводник.

Любовь слепа. И я не удивилась, когда в лаборатории полупроводников мне сказали, что диэлектрики — это просто плохие полупроводники. Их электрическое сопротивление не поддается управлению, и поэтому им уготована скромная роль изоляторов. Металлы, говорил мне вполне серьезный ученый, тоже плохие полупроводники. Из них невозможно сделать ничего более сложного, чем электрические провода.

Иное дело полупроводник, продолжал он. Соединив два подходящих полупроводника или даже полупроводник и металл, мы получаем электрический вентиль. Электрический ток легко проходит через это соединение в одну сторону и встречает большое сопротивление в противоположном направлении. Немного усложнив эту конструкцию, можно сделать такой вентиль управляемым. Управляемым при помощи очень слабого электрического тока. Полупроводниковый прибор, при помощи которого слабый ток управляет сильным, и есть транзистор.

Сопротивление некоторых полупроводников, а также переходных слоев между ними сильно изменяется при освещении. Обнаружив это, ученые создали замечательные приемники и преобразователи света, превращающие свет в электрический ток.

Удивительные свойства полупроводников, победно входивших в одну область радиоэлектроники за другой, давно привлекли внимание Басова. Он вспоминает, как в столовой ФИАНа рядом с ним оказался молодой физик Ю. М. Попов. Дело было в 1956 году, вскоре после того, как Басов защитил свою докторскую диссертацию. Кстати, это была первая в мире докторская диссертация, посвященная квантовой электронике. Легко представить себе состояние легкости и душевного подъема, в котором он в то время находился. Попов спросил его о планах на будущее. И Басов рассказал о своих мыслях, еще весьма неопределенных. О возможностях, скрытых в полупроводниках. Они начали работать вместе. Так история полупроводниковых лазеров началась во время обеда. Между этим обедом и тем — в ресторане Шаванга-Лодж — были бесконечные беседы, консультации с одним из опытнейших специалистов в физике полупроводников Б. М. Вулом, а затем и расчеты. Работали и втроем, а больше врозь, собираясь лишь для обсуждения, взаимной проверки и критики. Так, пока на бумаге, родился первый метод создания полупроводникового лазера. Расчет показал, что мощный кратковременный импульс электрического тока должен привести полупроводник в активное состояние.