Многие открытие Лосева опередили мировую науку на четверть века; увы, это в конечном итоге Олега Владимировича и подвело – окончательно осознать масштаб его открытий коллеги смогли лишь с большим опозданием, в начале 21-го века.
За свою сравнительно непродолжительную карьеру Лосев сумел опубликовать немало важных работ и получить множество патентов. Список сделанных им открытий воистину поражает – Лосев изучал светодиоды и сопротивление полупроводников, строил первые твердотельные усилители, осцилляторы и супергетеродинные радиоприемники. Многие открытие Лосева опередили мировую науку на четверть века; увы, это в конечном итоге Олега Владимировича и подвело – окончательно осознать масштаб его открытий коллеги смогли лишь с большим опозданием, в начале 21-го века.
Принято считать, что первым исследовал светодиоды американец Генри Раунд (Henry J. Round); действительно, его статья в журнале "Electrical World" была опубликована уже в 1907-м. Статья эта, однако, оказалась довольно короткой – всего в два абзаца; ученый лишь описал свои наблюдения и высказал пару предположений. Статья Лосева увидела свет лишь в 1927-м – однако с точки зрения информативности работу Раунда она превосходила наголову. Способность диодов испускать свет при прохождении через них электрического толка Лосев заметил еще в бытность свою радиотехником. В 1927-м он описал в русском научном журнале первый светодиод.
В 20-х годах Олег Владимирович Лосев начал экспериментировать с твердотельными (полупроводниковыми) устройствами. Работал он преимущественно с кристаллическими детекторами. В 1923-м Лосев обнаружил, что кристаллы оксида цинка могут сильно увеличить поступающий сигнал; открытое им "отрицательное сопротивление" на несколько десятилетий предвосхитило концепцию туннельных диодов.
Лосев стал первым ученым, нашедшим открытым им диодам практическое применение – как оказалось, такие диоды были отличной (и, что важно, сравнительно дешевой) заменой вакуумным трубкам. С помощью диодов Лосев строил модели усилителей и радиоприемников. Без его открытия LED Светильники так и не увидели бы своих клиентов. Увы, по достоинству его изобретения оценены не были; поддержки властей Лосев не получил, и работы его были забыты.
В период с 1924-го по 1941-й Лосев издал целую серию статей, в которых подробно описывал перспективы применения открытого им эффекта; изобретенное Лосевым устройство должно было вырабатывать свет, опираясь на эффект электролюминесценции. Помимо прочего, Олег Владимирович издал довольно важную статью в английском "Philosophical Magazine".
В 1951-м Курт Леговец (Kurt Lehovec) в своей статье в "Physical Review" сослался на работы Лосева; следует, впрочем, отметить, что фамилию русского ученого в статье написали с ошибкой – как "Лоссев" ("Lossew").
Как и Генри Раунд, Лосев активно экспериментировал с карбидом кремния. Как стало ясно уже позже, материал этот оказался не вполне удачным для решения выбранной задачи; куда более эффективные в плане энергопотребления и освещения диоды можно было создавать из нитрида галия. www.ledvi.ru
В апреле 2007-го Николай Желудев в своей статье для "Nature Photonics" приписал Олегу Владимировичу Лосеву изобретение светодиода. Определенная справедливость в данном утверждении действительно имелась – Лосев успел запатентовать так называемое "световое реле" и предвидел, что данное устройство окажется чрезвычайно полезным в телекоммуникациях. Увы, довести проект до рабочего прототипа Олег Владимирович не успел – помешала Великая Отечественная. Войну Лосев не пережил – великий русский ученый скончался в 1942-м в осажденном Ленинграде.
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 1930–31 гг. Лосев выполнил на высоком экспериментальном уровне серию опытов с косыми шлифами, растягивающими исследуемую область, и системой электродов, включаемых в компенсационную измерительную схему, для измерения потенциалов в разных точках поперечного сечения слоистой структуры. Перемещая металлический «кошачий ус» поперек шлифа, он показал с точностью до микрона, что приповерхностная часть кристалла имеет сложное строение. Он выявил активный слой толщиной приблизительно в десять микрон, в котором наблюдалось явление инжекционной люминесценции. По результатам проведенных экспериментов Лосев сделал предположение, что причиной униполярной проводимости является различие условий движения электрона по обе стороны активного слоя (или, как бы мы сказали сегодня, - разные типы проводимости). Впоследствии, экспериментируя с тремя и более зондами-электродами, расположенными в данных областях, он действительно подтвердил свое предположение. Эти исследования являются еще одним значительным достижением Лосева как ученого-физика.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.
(1903-05-10 )ассистент кафедры медицинской биофизики 1 ЛМИ
кандидат физико-математических наук
Олег Владимирович Ло́сев (27 апреля (10 мая) (19030510 ) , Тверь - 22 января , Ленинград) - советский физик и изобретатель (15 патентов и авторских свидетельств), кандидат физико-математических наук ( г. за исследования по электролюминесценции , без защиты диссертации).
Патенты и авторские свидетельства О. В. Лосева
Патенты
- 1. Детекторный приемник-гетеродин. Патент №467 от 1925 г.
- 2. Устройство для нахождения генерирующих точек контактного детектора. Патент №472 от 1925 г.
- 3. Способ изготовления цинкитного детектора. Патент №496 от 1925 г.
- 4. Способ генерирования незатухающих колебаний. Патент №996 от 1926 г.
- 5. Детекторный радиоприемник-гетеродин. Патент №3773 от 1927 г..
- 6. Способ регулирования регенерации в кристадинных приемниках. Патент №4904 от 1928 г..
- 7. Способ прерывания основной частоты катодного генератора. Патент №6068 от 1928 г..
- 8. Способ предотвращения возникновения электрических колебаний в приемных контурах междуламповых трансформаторов низкой частоты. Патент №11101 от 1929 г.
- 9. Световое реле. Патент №12191 от 1929 г.
Авторские свидетельства
- 1. Электролитический выпрямитель. №28548 от 1932 г.
- 2. Световое реле. №25657 от 1932 г.
- 3. Способ трансформации частоты. №29875 от 1933 г.
- 4. Способ изготовления фотосопротивлений. №32067 от 1933 г.
- 5. Контактный выпрямитель. №33231 от 1933 г..
- 6. Способ изготовления фотосопротивлений. №39883 от 1934 г..
Память
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 осуществлен проект Юрия Шевнина «Свет Лосева» . На стенде наряду с исторической справкой об изобретателе был представлен портрет О. Лосева, выполненный с помощью светодиодной ленты разных цветов и размеров.
Примечания
Литература
- Новиков М. А. Олег Владимирович Лосев - пионер полупроводниковой электроники // Физика твердого тела . - 2004. - В. 1. - Т. 46. - С. 5-9.
- Новиков М. А. Ранний восход. К столетию со дня рождения О. В. Лосева // Нижегородский музей . - 2003. - № 1. - С. 14-17.
Ссылки
- Громов Микола Володимирович Доклад: Развитие исследований полупроводников
- Публикация с сокращениями по изданию: «Календарь русской славы и памяти»
Категории:
- Персоналии по алфавиту
- Учёные по алфавиту
- Родившиеся 10 мая
- Родившиеся в 1903 году
- Родившиеся в Твери
- Умершие 22 января
- Умершие в 1942 году
- Умершие в Санкт-Петербурге
- Жертвы блокады Ленинграда
- Изобретатели радио
- Учёные СССР
- Кандидаты физико-математических наук
- Физики по алфавиту
- Физики России
- Физики СССР
- Физики XX века
- Учёные Нижнего Новгорода
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Лосев, Олег Владимирович" в других словарях:
Советский радиофизик. В 1919 поступил в Нижегородскую радиолабораторию, с 1929 сотрудник Ленинградского физико технического института, с 1938 ‒ Ленинградского 1 го медицинского… …
- (1903 42) российский радиофизик. Создал (1922) полупроводниковый радиоприемник (кристадин). Открыл ряд явлений в кристаллических полупроводниках (свечение Лосева, фотоэлектрический эффект и др.) … Большой Энциклопедический словарь
- (1903 1942), радиофизик. Работал в Нижегородской радиолаборатории (1919 29), затем в Ленинграде в Физико техническом институте (1929 38) и Первом Медицинском институте (с 1938). Создал (1922) полупроводниковый радиоприёмник (кристадин). Открыл… … Энциклопедический словарь
Сов. физик. В 1919 поступил в Нижегородскую радиолабораторию; с 1929 работал в Лен. физико технич. ин те. В Нижегородской радиолаборатории Л. открыл у ряда кристаллич. детекторов (цинкита и др.) способность… … Большая биографическая энциклопедия
- (27 апреля (10 мая) 1903(19030510), 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).… … Википедия
Олег Владимирович Лосев (27 апреля (10 мая) 1903(19030510), Тверь 22 января 1942, Ленинград) советский физик и изобретатель (15 авторских свидетельств), кандидат физико математических наук (1938 г. за исследования по электролюминисценции, без… … Википедия
Лосев русская фамилия. Известные носители: Лосев, Александр Николаевич (1949 2004) солист ВИА «Цветы». Лосев, Алексей Фёдорович (1893 1988) русский философ. Лосев, Андрей Семёнович (род. 1963) российский физик теоретик.… … Википедия
Олег Владимирович Лосев (27 апреля (10 мая) 1903(19030510), Тверь 22 января 1942, Ленинград) советский физик и изобретатель (15 авторских свидетельств), кандидат физико математических наук (1938 г. за исследования по электролюминисценции, без… … Википедия
I Лосев Алексей Федорович [родился 10(22). 9.1893, Новочеркасск], советский философ и филолог, профессор (1923), доктор филологических наук (1943). Окончил в 1915 историко филологический факультет Московского университета. Читал курсы… … Большая советская энциклопедия
Олег Владимирович Лосев - пионер полупроводниковой электроники
(К столетию со дня рождения)
10 мая 2003 года исполняется 100 лет со дня рождения Олега Владимировича Лосева - выдающегося русского ученого и изобретателя в области радио- и оптоэлектроники.
Работая сначала в Нижегородской радиолаборатории, а потом в Ленинграде в Центральной радиолаборатории и на кафедре физики Первого медицинского института в двадцатых и тридцатых годах прошлого столетия, он сделал ряд важнейших открытий и изобретений, которые позволяют по праву считать его пионером полупроводниковой электроники. Вместе с тем необходимо отметить, что значение выдающихся научных достижений О. В. Лосева явно недооценивается как у нас в стране, так и за границей. В связи со столетним юбилеем О. В. Лосева целесообразно более подробно рассмотреть и оценить его наиболее выдающиеся научные достижения с точки зрения современности, чтобы воздать должное этому удивительному ученому, значительно опередившему свое время.
О. В. Лосев родился в Твери в семье служащего вагоностроительного завода, отставного штабс-капитана царской армии, дворянина. После окончания Тверского реального училища в 1920 г. он поступил на работу в Нижегородскую радиолабораторию (НРЛ), где его научным руководителем стал В. К. Лебединский. После закрытия НРЛ в 1928 г. О. В. Лосев вместе с другими ведущими сотрудниками переехал в Ленинград для работы в Центральной радиолаборатории (ЦРЛ). С 1929 по 1933 г. по приглашению А. Ф. Иоффе Лосев проводил исследования в Ленинградском физико-техническом институте. С 1937 по 1942 г. О. В. Лосев работал на кафедре физики Первого ленинградского медицинского института.
22 января 1942 года Олег Владимирович Лосев умер от голода в блокадном Ленинграде. Место его захоронения неизвестно.
До последнего времени у нас в стране были широко известны только работы О. В. Лосева, связанные с созданием кристадина. Первая его работа, посвященная кристадину, была опубликована в 1922 г. В ней он показал, что кристаллический детектор при подаче на него дополнительного постоянного напряжения может выполнять функции усилителя или генератора электромагнитных колебаний. На современном языке это означает, что в этом случае кристаллический детектор превращается в двухполюсник с падающей вольтамперной характеристикой.
Нужно отметить, что „генерирующий“ детектор был впервые продемонстрирован еще в 1910 г. англичанином В. Икклзом (W. H. Eccles). Однако тогда это интересное
физическое явление не привлекло внимания специалистов в области радио. По-видимому, это связано с тем, что автор объяснил механизм „отрицательного“ сопротивления на основе тепловых эффектов на границе металл{полупроводник, принимая во внимание, что сопротивление полупроводника падает с увеличением температуры. В то время уже было известно, что такой механизм лежит в основе „звучащей“ вольтовой дуги, которая применяется для генерации низкочастотных радиоволн в практической радиотехнике. По этой при- чине применение такого устройства на более высоких частотах практически исключалось.
Заслуга О. В. Лосева заключается и в том, что он на примере цинкитного (ZnO) детектора, проведя целую серию весьма тонких экспериментов, показал, что в этом случае тепловые эффекты не играют роли и усиление происходит за счет электронных процессов на границе металлического острия и полупроводникового кристалла. В частности, он обнаружил, что цинкитный кристадин может генерировать и усиливать электромагнитные колебания вплоть до 10 MHz. В то время
этот диапазон еще не использовался даже для практи- ческих целей. Заслуга Лосева состоит в том, что он применил это явление на практике. Им была создана серия радиоприемников-кристадинов, которые использовались рядом государственных радиостанций. Особенно большой популярностью кристадины пользовались у радиолюбителей, которым удавалось устанавливать даже межконтинентальные радиоконтакты с помощью простых детекторных приемников и передатчиков на основе кристадина с батарейками в несколько вольт. Именно простота и практическая ценность кристадина вызвала широкую волну интереса к нему во всем мире. Как о сенсационном изобретении в середине двадцатых годов о нем писали газеты и солидные научные журналы Европы и Америки. Многие предвидели, что грядущая революция в области радио будет связана с кристадином Лосева.
К сожалению, в то время открытие Лосева не получило достойного развития. Несмотря на героические усилия, Лосеву не удалось устранить основной практический недостаток кристадина - нестабильность его работы из-за механического контакта металлического острия с кристаллом. Кроме того, кристадин в середине двадцатых годов не мог конкурировать с вакуумными радиолампами, поскольку на это время приходился самый интенсивный период их совершенствования; вследствие чего были решены практически все проблемы их применения в практической радиотехнике того времени. Кстати, в значительной степени этому способствовали и работы НРЛ, где проводил свои исследования О. В. Лосев.
Усилия известных физиков, в том числе и Нобелевского лауреата Р. Э. Милликена, а также исследования самого Лосева не позволили тогда разгадать механизм падающей вольт-амперной кривой кристадина. Теперь очевидно, что без привлечения квантовой механики это было невозможно. Однако к середине двадцатых годов еще не были созданы ее физические основы, а зонная теория полупроводников была разработана только в начале тридцатых годов.
К сожалению, до сих пор механизм действия цинкитного кристадина Лосева в полной мере не выяснен. Дело в том, что в настоящее время известно около десятка физических процессов, приводящих к явлению отрицательного сопротивления. Многие специалисты связывают кристадинный эффект Лосева с туннельным механизмом Искаи, но пока эксперименты, подтверждающие это, отсутствуют. Сейчас было бы интересно повторить эксперименты Лосева с цинкитом с привлече- нием современных методов исследования. Тем более что теперь проявляется большой интерес к этому кристаллу со стороны оптоэлектроников.
Следует опровергнуть мнение, бытующее среди историков науки, что интерес к кристадину Лосева к концу двадцатых годов полностью исчез. Попытки его использования предпринимались и позже, но главное состоит в том, что феномен кристадина Лосева показал, что
можно создать полупроводниковые приборы, полностью заменяющие традиционные радиолампы. Именно в конце двадцатых годов появились идеи создания твердотельного аналога трехэлектродной вакуумной радиолампы.
Совсем недавно стало известно, что эти идеи не были чужды и О. В. Лосеву. В 1929{1931 гг., уже работая на экспериментальной базе Ленинградского физтеха, по предложению А. Ф. Иоффе он продолжил свои работы по исследованию новых физических эффектов в полупроводниках, открытых им еще в НРЛ. Среди этих работ были 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 этот эффект, но, к сожалению, общий коэффициент этого управления не позволял получить усиление сигнала. Однако для этой цели он использовал только кристалл карборунда (SiC) и не использовал, например, кристалл цинкита (ZnO), который имел значительно лучшие характеристики в кристадинном усилителе.
До последнего времени считалось, что после вынужденного ухода из ФТИ Лосев уже не возвращался к идее полупроводниковых усилителей. Однако совсем недавно стало известно о существовании довольно любопытного документа, написанного самим О. В. Лосевым. Он датирован 12 июля 1939 г. 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 изобретения транзистора - одного из самых революционных изобретений двадцатого века.
Другие важнейшие научные заслуги О. В. Лосева связаны с исследованиями в области электролюминесценции и электролюминесцентных источников света - светодиодов (Light Emitting Diodes). Исследования Лосева в области электролюминесценции хорошо известны еще с двадцатых годов, и на эти работы продолжают ссылаться до сих пор. В двадцатые годы на Западе явление электролюминесценции одно время даже называли „светом Лосева“ (Losev light, Lossew Licht). По этой причине за рубежом Лосев по праву считается пионером в области электролюминесценции. Однако мало кому известно, что О. В. Лосев является и изобретателем светодиода. Он первым увидел огромные перспективы таких источников света, особо подчеркнув их высокую
Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 1
яркость и быстродействие. Он также является обладателем первого патента на изобретение прибора с электролюминесцентным источником света (световое реле).
В конце семидесятых годов прошлого века, когда на Западе стали широко применяться электролюминесцентные источники света, H. F. Ives случайно обнаружил небольшую заметку H. J. Round „A note on carborundum“ в журнале „Electrical World“ (v. 49, p. 308, 1907), где автор (сотрудник лаборатории Маркони) сообщал, что видел свечение в контакте карборундового (SiC) детектора при подаче на него внешнего электриче- ского поля. Никакой существенной информации об этом свечении и тем более о физике этого явления в этом сообщении не содержалось. В то время на нее никто не обратил внимания, и она не оказала никакого влияния на последующие исследования в области электролюминесценции. Тем не менее некоторые специалисты, в том числе и отечественные, именно этого автора считали первооткрывателем явления электролюминесценции. Лосев же не только независимо открыл это явление, но и провел детальное его исследование на примере кристалла карборунда (SiC). Так, он открыл, что в данном случае имеют место два физически различных явления, которые наблюдаются при разной полярности напряжения на контакте. Лосев открыл не только инжекционную электролюминесценцию (свечение II в его терминах), которая в настоящее время лежит в основе светодиодов и полупроводниковых лазеров, но и явление предпробойной электролюминесценции (свече- ние I), которое также широко применяется при создании новых электролюминесцентных дисплеев. Впоследствии свечение I было также обнаружено французским ученым G. Destriau, и теперь в зарубежной литературе оно носит название эффекта Дестрио, хотя сам Дестрио приоритет в открытии этого явления отдавал О. В. Лосеву. Кроме того, О. В. Лосеву удалось очень далеко продвинуться в понимании физики этих явлений в условиях, когда еще не была создана зонная теория полупроводников. Так что современные защитники приоритета Роунда вряд ли имеют право оспоривать выдающийся вклад нашего соотечественника в эту область физики и особенно
â изобретение светодиода. Ведь изобретателями радио считаются по праву Попов и Маркони, хотя всем известно, что радиоволны первым наблюдал Герц. И таких примеров в истории науки много.
Оценивая исследовательскую деятельность О. В. Лосева, следует отметить, что он был прежде всего замеча- тельным физиком-экспериментатором. Работая в исклю- чительно трудных условиях начала двадцатых годов, он тем не менее достиг выдающихся научных результатов. Вот что писал о Лосеве известный американский ученый
â области электролюминесценции E. E. Loebner в статье „Subhistory of the Light Emitting Diode“, значительная часть которой посвящена анализу вклада О. В. Лосева в изучение электролюминесценции и светодиодов: „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 происходило тогда в его лаборатории. Его интуитивный выбор и искусство эксперимента просто изумляют“ (см. Список литературы о О. В. Лосеве).
К этому следует добавить, что Лосев работал в то время, когда физика полупроводников фактически отсутствовала, поскольку квантовая теория твердых тел еще не была создана (она возникла лишь десять лет спустя). Теперь стало ясно, что без квантовой теории строения полупроводников прогресс в полупроводниковой электронике невозможен. Кроме того, в то время практически отсутствовала техническая основа для экспериментальных исследований в области физики полупроводников. Тем большего изумления заслуживают интуиция Лосева, его искусство и талант экспериментатора, позволившие достичь выдающихся результатов.
Так, он с самого начала видел единую физическую природу кристадина и явления инжекционной люминесценции. В этом он значительно опередил свое время. Дело в том, что после Лосева исследования полупроводниковых детекторов электролюминесценции проводились раздельно и независимо различными группами ученых. Некоторые исследовали только явления, связанные с детектированием в полупроводниковых структурах, что привело к изобретению транзисторов в 1947 г. и туннельных диодов.
Независимо проводились исследования, связанные с электролюминесцентными источниками света. Анализ результатов этих исследований показывает, что на протяжении почти двадцати лет после появления работ Лосева не было сделано ничего нового с точки зрения понимания физики этого явления. Большинство работ этого периода посвящено приборам на основе предпробойной электролюминесценции с целью создания различного рода оптических дисплеев. И только в 1951 г. (т. е. почти на тридцать лет позже Лосева) K. Lehovec с сотрудниками показал, что детектирование и электролюминесценция имеют единую природу, связанную с поведением носителей тока в p − n -переходах, а электролюминесценция связана с рекомбинацией электронов и дырок в этих переходах. Следует отметить, что в своей работе K. Lehovec приводит в первую очередь ссылки на все работы Лосева, посвященные электролюминесценции.
Именно такая точка зрения позволила О. В. Лосеву значительно продвинуться в понимании физики полупроводниковых контактов. Сочетая оптические и электрофизические методы исследования этих контактов, он на примере карборундового контакта смог уже в конце двадцатых годов предложить слоистую модель его строения с детальным изучением каждого из этих слоев. Удивительно, что эта модель мало чем отличалась от современной.
Высоко оценивая достижения Лосева, следует отметить также следующий факт. Лосев стоял у истоков зондовой микроскопии полупроводниковых струк-
Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 1
тур, которая в последние годы революционным образом изменила не только методы исследования, но и технологию современных полупроводниковых структур. В 1930{1931 гг. Лосев на высочайшем экспериментальном уровне выполнил серию опытов с косыми шлифами, растягивающими исследуемую область, и системой электродов, включаемых в компенсационную измерительную схему, для измерения потенциалов в разных точках поперечного сечения слоистой структуры. Перемещая тонкое металлическое острие поперек шлифа, он показал с точностью до одного микрона, что приповерхностная часть кристалла имеет сложное строение. Он выявил активный слой толщиной около десяти микрон, в котором наблюдается явление инжекционной электролюминесценции. Исходя из этих исследований, Лосев сделал предположение, что причиной униполярной проводимости является различие условий движения электронов по обе стороны активного слоя (на современном языке - разные типы проводимости). Далее, экспериментируя с тремя и более зондами-электродами, расположенными в данных областях, он действительно подтвердил это.
С современной точки зрения эти исследования безусловно являются высшим достижением Лосева как ученого-физика. А изобретение им светоизлучающих диодов (СИД) (по терминологии Лосева „электронных генераторов света“) трудно переоценить. СИД (Light Emitted Diode) безусловно являются основой современной оптоэлектроники. Без сомнения, можно утверждать, что изобретение светодиодов по значимости влияния на научно-технический прогресс можно сравнивать только с изобретением транзистора или лазера.
Следует также отметить, что Лосевым сделаны и другие важные открытия, о которых мало известно даже специалистам. Он внес существенный вклад и в технологию полупроводниковых материалов. О. В. Лосев изобрел и экспериментально реализовал способ дуговой переплавки полупроводниковых материалов на примере цинкита. Это позволило существенно улучшить характеристики цинкитного кристадина. В тридцатых годах Лосевым был проведен цикл работ по исследованию фотоэлектрического эффекта в полупроводниковых структурах. Это были пионерские работы, в которых было показано, что в таких фотоприемниках можно получить предельно высокий квантовый выход. Это и определило современный прогресс в разработке полупроводниковых фотодетекторов. Эти исследования О. В. Лосев проводил
â блокадном Ленинграде до самой смерти. Фотоэлектрический эффект при освещении карборун-
дового детектора он обнаружил еще в 1924 г., работая в НРЛ. Применяя свой метод шлифов и зондовой микроскопии, он убедительно показал, что эффект в карборунде имеет действительно фотоэлектродвижущую природу и что фотоэдс возникает в части активного слоя толщиной 1− 3 микрона. В ходе этих исследований в порошкообразных образцах им был открыт весьма интересный фотодиэлектрический эффект, заключающийся
в том, что при освещении SiC-контакта меняется его емкость. И. В. Курчатов еще в тридцатые годы очень высоко оценил этот цикл работ Лосева.
К заслугам Лосева следует отнести и его пионерские исследования фотоэлектрических свойств кремния. Задавшись целью выбрать материал для изготовления фотоэлементов и фотосопротивлений, Лосев исследовал более 90 веществ. Ему удалось, в частности, установить заметную фоточувствительность кремния. В конце тридцатых годов, по-видимому, чисто интуитивно О. В. Лосев понял, что этому материалу принадлежит большое будущее.
В начале 1941 г. Лосев приступил к разработке новой темы „Метод электролитных фотосопротивлений, фото- чувствительность некоторых сплавов кремния“. Как всегда, и на этот раз интуиция его не подвела. О. В. Лосев чувствовал, что за кристаллом кремния большое будущее.
Нападение гитлеровской Германии отодвинуло на второй план научные исследования, но, желая окончить на- чатую работу, Лосев отказался от эвакуации. По-видимо- му, ему удалось закончить эту работу и отослать ее в редакцию ЖТФ в Ленинграде. Но к этому времени редакция уже была эвакуирована. К сожалению, после войны не удалось найти следы этой статьи и теперь можно лишь догадываться о ее содержании.
Среди других открытий, которые также не были оценены современниками Лосева, следует отметить эффект трансгенерации, который он наблюдал в многоконтурных радиотехнических схемах, содержащих нелинейные элементы. Эти работы внесли весомый вклад в развитие нелинейной радиотехники, но они, к сожалению, пока не получили должной оценки и дальнейшего развития.
Приведенный выше анализ научных достижений и открытий О. В. Лосева показывает, что в его лице наша наука имела чрезвычайно талантливого ученого в области полупроводниковой науки и техники. Можно сказать совершенно определенно, что каждое научно-техническое начинание Лосева в физике полупроводников, сделанное им в двадцатых и тридцатых годах прошлого века, впоследствии развилось в самостоятельное перспективное направление. По этой причине признание Лосева пионером современной радио- и оптоэлектроники вполне оправдано.
К сожалению, после войны начатые Лосевым исследования не были продолжены и постепенно о них забыли. Это связано с тем, что Лосев был ученый-одиночка и не оставил учеников, которые могли бы продолжить его исследования. Этому также способствовала трудная послевоенная обстановка. Очевидно, что наша страна благодаря работам О. В. Лосева имела реальный шанс выйти в лидеры в области полупроводниковой электроники еще в предвоенные годы. То обстоятельство, что исследования Лосева в свое время не получили дальнейшего развития, безусловно отразилось на нашем отставании в области радио- и оптоэлектроники.
Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 1
В связи с юбилеем ученого сотрудники музея НРЛ готовят сборник, посвященный жизни и научной деятельности О. В. Лосева. В частности, в него войдет работа Б. А. Остроумова „О. В. Лосев - изобретатель кристадина“, которая была написана еще в начале пятидесятых годов прошлого столетия, но не была опубликована.
М. А. Новиков
Список литературы о О. В. Лосеве
О.В. Лосев. У истоков полупроводниковой техники. Сб. тр. О.В. Лосева / Под ред. Г.А. Остроумова. Наука, Л. (1972).
А.Г. Остроумов, А.А. Рогачев. О.В. Лосев - пионер полупроводниковой электроники. Сб. научн. тр. Физика: проблемы, история, люди / Под ред. В.М. Тучкевича. Наука, Л. (1986).
E.E. Loebner. IEEE Trans. Electron Devices ED {23 , 7 , 675 (1976).
Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 1
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).
