перше була побудована сонячна батарея, що складалася з великого числа кремнієвих фотоелементів. На початку 1955 були створені фотоелементи з ККД до 6%. Сучасні фотоелементи мають ККД до 20% і вище.
Маючи в своєму розпорядженні напівпровідниковий діод поруч з радіоактивним матеріалом, отримують атомну батарею, яка може виробляти електричну енергію протягом багатьох років.
На основі напівпровідників були створені фотодіоди. У поєднанні з електричними лічильниками вони ведуть облік рухомих об'єктів - від вироблених деталей до пасажирів у метро. Прилади, створені із застосуванням фотодіодів, можуть визначати браковані вироби на конвеєрі і виключати обладнання, якщо в його небезпечну зону потрапляють руки робітників.
Створення приладів на основі напівпровідників зробило в середині XX в. технічну революцію. Подальший їх розвиток призвело до створення інтегральних мікросхем, появі нових поколінь електронно-обчислювальних машин і персональних комп'ютерів. Зараз жодна галузь науки і техніки НЕ обходиться без їх застосування.
9. Фізика напівпровідників і нанотехнології
Шановні колеги! Останнім часом у нас в країні і в усьому світі дуже велика увага приділяється питанням нанотехнології, наноструктур, нанофізики, нанохімія і навіть, як кажуть, нанонауки. Я думаю, що всі роботи, які ведуться в області наноструктур, а також розвиток цих досліджень пов'язані, насамперед, з тим, що перехід до дуже малим розмірам сприяє виникненню цілого ряду абсолютно нових фізичних явищ, які, у свою чергу, тягнуть за собою дуже важливі фізичні та технологічні зміни. У фізиці напівпровідників цей процес, можливо, почався навіть раніше, ніж в інших областях.
Можна сказати, що розвиток напівпровідникової електроніки на основі кремнієвих інтегральних схем з фізичної точки зору, - це, по суті, те ж, що було зроблено в кінці 40-х - початку 50-х рр..: оскільки основою є польовий і біполярний транзистор, і всі головні фізичні явища - це ті, що були вивчені і досліджені вже тоді. Разом з тим, відбулися гігантські, драматичні зміни, і пов'язані вони з зменшенням розмірів, а також з Виконувати до цих пір законом Мура. Тим не менш, технологія та техніка літографії підійшла сьогодні до головного топологическому розміром інтегральних схем, обчислюється 45-60 нанометрами. Тому вже багато років йдеться про те, що настануть принципові зміни, коли подальше зменшення топологічного розміру стане неможливим.
Але насправді процес як і раніше йде. Але я хотів би зупинитися на іншому надзвичайно важливому напрямку в розвитку сучасної напівпровідникової електроніки та фізики. Це напрямок, пов'язаний з використанням напівпровідникових гетероструктур, які, до речі сказати, сьогодні дуже активно використовуються і у вирішенні проблем кремнієвих інтегральних схем ультрамалих розмірів, особливо що стосується рішення принципової проблеми місць з'єднань. В області фізики напівпровідникових гетероструктур нанотехнологія і основні фізичні явища, пов'язані з появою малих розмірів, а також принципово нових властивостей, були відкриті більше трьох десятків років тому.
Один з наших колег, чудовий японський фізик Ліо Ісакі вніс у розвиток цієї галузі фізики величезний конкретний внесок. Варто зауважити, що так звані напівпровідникові надгратки вперше були запропоновані в 62 р. (перша публікація в цій області належить Л.В. Келдишу: на жаль, він представив практично неефективний спосіб отримання сверхрешеток шляхом додатки сильних ультразвукових полів до поверхні кристалів). У 70 р. Ліо Ісакі створював перші напівпровідникові решітки, використовуючи вже напівпровідникові гетероструктури. Японський вчений дав, з моєї точки зору, блискуче визначення, яке, я думаю, надзвичайно чітко відображає сутність використання нанотехнології, наноструктур в цілому: він сказав про напівпровідникових гетероструктурах, що це В«man made crystalsВ», на відміну від В«God made crystalsВ». Тобто це кристали, зроблені людиною, на відміну від кристалів, зроблених Богом, бо будь-які штучні кристали, одержувані в лабораторії, - це, в кінцевому рахунку, та германій, та кремній, і напівпровідникові сполуки А3Б5, А2Б6, і багато інших. Це кристали, зроблені Богом, тому що незалежно від того, чи отримані вони в лабораторії, отримані вони в природі, - їх властивості визначені.
Що стосується напівпровідникових гетероструктур: коли ви, в тому числі і на дуже малих розмірах, міняєте хімічні властивості, склад, а також принципово міняєте масу властивостей, включаючи і енергетичний спектр електронів, ви створюєте матеріали, яких у природі не існує, які Бог - з тих чи інших причин - не здогадався створити. І в цих кристалах, в цих матеріалах ви принципово отримуєте абсолютно нові властивості. Це стало, взагалі кажучи, реальністю вже в самому кінці 70-х і навіть наприкінці 60-х рр.., коли були отримані перші ідеальні гетероструктури арсенід галію і арсенід алюмінію в нашій лабо...
