"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Леонид Вениаминович Келдыш ( к 75-летию со дня рождения)
Выставление онлайн: 19 апреля 2006 г.
7 апреля 2006 года исполняется 75 лет выдающемуся физику --- теоретику академику Леониду Вениаминовичу Келдышу. Вся его научная карьера связана с Отделом теоретической физики Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (в настоящее время Отделение теоретической физики им. И. Е. Тамма ФИАН РАН). Эта карьера началась в 1954 г., когда Л. В. Келдыш после окончания Московского государственного университета поступил в аспирантуру ФИАН, где его руководителем стал В. Л. Гинзбург. Здесь сформировались научные интересы Леонида Вениаминовича. Пятидесятые-шестидесятые годы были временем бурного развития физики полупроводников. Одним из наиболее существенных результатов Л. В. Келдыша того времени было введение понятия о неупругом, т. е. сопровождаемом испусканием или поглощением фононов, квантовом туннелировании электронов, приводящем к рождению электронно-дырочных пар. Было показано, что в зависимости от деталей электронного спектра конкретного полупроводника вклад этого процесса может на много порядков превосходить вклад << прямого>> (бесфононного) туннелирования. Годом позже туннельный эффект в полупроводниках был открыт экспериментально и стал основой нового типа электронных приборов. Сразу выяснилось, что во многих полупроводниках, включая наиболее важные --- кремний и германий, доминирующим является именно туннелирование с участием фононов. Эти работы стали началом так называемой неупругой туннельной спектроскопии --- исследования фононов, магнонов и других квазичастиц в кристаллах и их участия в туннельных эффектах. Вслед за этим Л. В. Келдыш применил аналогичные представления к процессу поглощения света полупроводниками в присутствии внешнего электрического поля. Здесь существенно изменяется спектр поглощения --- становится возможным поглощение фотонов, для которых в отсутствие электрического поля кристалл прозрачен. Механизм этого явления аналогичен неупругому туннелированию с участием фононов --- энергию, недостающую фотону для поглощения, т. е. квантового перехода с рождением электронно-дырочной пары, электрон и дырка получают от электрического поля в процессе туннелирования. Указанный процесс также был вскоре подтвержден экспериментально (он получил название эффекта Франца-Келдыша) и нашел широкое применение в различных оптоэлектронных устройствах, а также в оптической спектроскопии полупроводников. До середины шестидесятых годов Л. В. Келдыш опубликовал еще ряд важных работ. Им было впервые предложено использовать пространственно-периодические поля для формирования искусственных спектров кристаллов на основе вызванных такими полями дополнительных брэгговских отражений. В дальнейшем эта идея реализовалась в создании сверхрешеток. Построенная Л. В. Келдышем теория глубоких уровней, создаваемых многозарядными примесями в полупроводниках, позволила понять рекомбинационную активность подобного рода дефектов, связанную с захватом носителей заряда на центры. [!t] После создания лазеров с их возможностями генерировать сильнейшие электромагнитные поля в оптическом диапазоне частот Л. В. Келдыш рассмотрел вопрос о воздействии таких полей на электроны в твердых телах и в атомах. В отличие от простейшего подхода, применимого только для слабого поля излучения и основанного на учете воздействия света на атом как возмущения, в основу теории был положен точный учет взаимодействия атомного электрона с полем излучения и рассмотрение взаимодействия электрона с атомным ядром как возмущения. Оказалось, что два известных явления --- туннельный эффект и фотоэффект --- являются по существу двумя предельными случаями одного и того же более общего процесса и плавно переходят друг в друга при изменении параметров воздействующего поля --- напряженности или частоты. Туннельный эффект --- предельный случай сильных полей и относительно низких частот, фотоэффект --- предел слабых полей и высоких частот. Казавшиеся поначалу неожиданными, результаты этой работы были полностью подтверждены последующими экспериментами и стали основой современного понимания взаимодействия мощного лазерного излучения с атомами, молекулами и твердыми телами. Для теоретического описания воздействия сильных полей на квантовые системы из многих взаимодействующих частиц, находящихся как в состоянии равновесия, так и в любых других неравновесных состояниях, в 1964 г. Л. В. Келдышем был разработан весьма общий аппарат, основанный на использовании так называемых неравновесных функций Грина. Так возникла диаграммная техника Келдыша для сильно неравновесных стационарных процессов. В настоящее время эта техника широко вошла в обиход физиков --- теоретиков. Ее удалось распространить на нестационарный случай, возникло понятие действия Келдыша. Следующий этап научной деятельности Л. В. Келдыша был тесно связан с понятием экситона и различного рода фазовыми переходами в равновесных и неравновесных системах. В 1964 г. появилась работа о бозе-конденсации равновесных экситонов в условиях, когда их энергия связи превышает ширину запрещенной зоны полупроводника. Наиболее благоприятным для такого рода фазовых переходов является полуметалл с конгруэнтными в импульсном пространстве поверхностями. << Экситонный изолятор>> --- такое название получила эта модель. В своем развитии она позволила описать очень широкий круг фазовых превращений: структурные, зарядовые и магнитные фазовые переходы в приближении малой константы связи. [!b] = p33mmp140mm@ &     Ж. И. Алфёров, Е. Б. Александров, П. И. Арсеев, Б. А. Волков, В. Л. Гинзбург, А. А. Гиппиус, А. Г. Забродский, А. А. Каплянский, Ю. В. Копаев, О. Н. Крохин, Г. А. Месяц, В. И. Перель &     Редколлегия журнала поздравляет члена редколлегии академика Л. В. Келдыша со славным юбилеем и присоединяется к добрым пожеланиям здоровья и успехов на благо российской науки. В последующих исследованиях Л. В. Келдыш перешел к задаче о коллективных свойствах электронно-дырочных систем. В 1968 г. им были исследованы условия бозе-конденсации неравновесных экситонов, связанные с их внутренней структурой. Был дан последовательный микроскопический вывод уравнений типа Гинзбурга-Ландау, описывающих этот конденсат. Показана возможность бездиссипативного переноса энергии в подобных системах, несмотря на конечное время их жизни. В ходе исследований, однако, оказалось, что неравновесные электроны и дырки в полупроводниках, притягиваясь, гораздо охотнее создают металлические капли, а не бозе-конденсат. Л. В. Келдыш объяснил это явление обменным электрон-электронным и дырка-дырочным взаимодействием. Были проведены многочисленные эксперименты, подтвердившие гипотезу Л. В. Келдыша. Среди них следует особо отметить обнаружение аномальной диффузии капель в неоднородно деформированном полупроводнике и наблюдение фононного ветра. В последнее время Л. В. Келдыш продолжает интенсивные исследования на одном из самых актуальных направлений теории конденсированных сред. Речь идет о коллективных свойствах светоэкситонов, в том числе возникающих в полупроводниковом микрорезонаторе при его возбуждении мощным лазерным излучением. Научная деятельность академика Л. В. Келдыша и его сотрудников получила широкое признание как у нас в стране, так и за рубежом. На работы Л. В. Келдыша часто ссылаются, индекс цитируемости в настоящий момент --- более 7000. Он лауреат Ломоносовской (1964) и Ленинской (1974) премий, а также премии Европейского физического общества (1975) и Российской премии << Триумф>> (2001); действительный член Российской академии наук, член Национальной академии наук США и Американского физического общества. Нельзя обойти вниманием большую педагогическую работу Л. В. Келдыша по подготовке научных кадров. В 1962 г. он стал профессором Московского физико-технического института, в 1965 г. --- профессором Московского государственного университета, а в 1978 г. возглавил Кафедру квантовой радиофизики Физического факультета университета. Его блистательный курс << Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом>> много лет позже, в 1989 г. был издан в виде учебного пособия. В 2003 г. Л. В. Келдыш стал лауреатом Премии Президента России в области образования. Созданная Л. В. Келдышем научная школа дала целую плеяду известных физиков --- теоретиков. Нельзя не сказать несколько слов о некоторых этапах карьеры Л. В. Келдыша как администратора. Являясь заведующим Отделом теоретической физики ФИАН, он в 1989 г. избирается еще и директором института, а в 1991 г. --- академиком-секретарем Отделения общей физики и астрономии РАН. Это было время далеко не лучшее в истории страны. В обстановке разразившегося кризиса государству оказалось не до науки. Тогда многие институты пошли на распродажу и сдачу в аренду своей недвижимости, что в конце концов привело к их полному развалу. В этих драматических условиях Л. В. Келдыш смог удержать корабль ФИАН на плаву с минимальными потерями, проявив высокую ответственность и незаурядный административный талант. Мы от всей души поздравляем Леонида Вениаминовича Келдыша с семидесятипятилетним юбилеем, желаем ему крепкого здоровья и новых творческих достижений во славу теоретической физики. Редколлегия журнала << Физика и техника полупроводников>>
  • C.W. Wilmsen, H. Temkin, L.A. Coldren. Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (Cambridge University Press, 1999)
  • V.M. Ustinov, A.E. Zhukov, A.Y. Egorov, N.A. Maleev. Quantum dot lasers (Oxford University Press, 2003)
  • V.M. Ustinov, N.A. Maleev, A.R. Kovsh, A.E. Zhukov. Phys. Status Solidi A, 202, 396 (2005)
  • J.A. Lott, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, N.A. Maleev, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh. M.V. Maximov, B.V. Volovik, Zh.I. Alferov, D. Bimberg. Electron. Lett., 36, 1384 (2000)
  • J.K. Kim, R.L. Naone, L.A. Coldren. IEEE J. Select. Top. Quant. Electron., 6, 504 (2000)
  • A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, S.S. Mikhrin, N.A. Maleev, V.M. Ustinov, D.A. Livshits, I.S. Tarasov, D.A. Bedarev, M.V. Maximov, A.F. Tsatsul'nikov, I.P. Soshnikov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, N.N. Ledentsov, D. Bimberg. Electron. Lett., 35, 1845 (1999)
  • S.S. Mikhrin, A.R. Kovsh, A.E. Zhukov, D.A. Livshits, N.A. Maleev, A.P. Vasil'ev, Yu.M. Shernyakov, M.V. Maximov, N.A. Pikhtin, I.S. Tarasov, V.M. Ustinov, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, Zh.I. Alferov. 26th Int. Conf. Phys. Semicond. (Edinburgh, UK, 2002) paper L2.3
  • A. Bond, P.D. Dapkus, J.D. O'Brien. IEEE Photon. Technol. Lett., 10, 13 627 (1998)
  • Н.А. Малеев, А.Р. Ковш, А.Е. Жуков, А.П. Васильев, С.С. Михрин, А.Г. Кузьменков. Д.А. Бедарев, Ю.М. Задиранов, М.А. Кулагина, Ю.М. Шерняков, А.С. Шуленков, В.А. Быковский, Ю.М. Соловьев, C. Moller, Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов. ФТП, 37, 1265 (2003)
  • С.А. Блохин, А.Н. Смирнов, А.В. Сахаров, А.Г. Гладышев, Н.В. Крыжановская, Н.А. Малеев, А.Е. Жуков, Е.С. Семенова, Д.А. Бедарев, Е.В. Никитина, М.М. Кулагина, М.В. Максимов, Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов. ФТП, 39, 782 (2005)
  • P.D. Floyd, B.J. Thibeault, E.R. Hegblom, J. Ko, L.A. Coldren, J.L. Merz. IEEE Photon. Technol. Lett., 5, 590 (1996)
  • E.R. Hegblom, D.I. Babic, B.J. Thibeault, L.A. Coldren. Appl. Phys. Lett., 68, 1757 (1996)
  • Х. Кейси, М. Паниш. Лазеры на гетероструктурах (М., Мир, 1981)
  • T. Makino, J.D. Evans, G. Mak. Appl. Phys. Lett., 71, 2871 (1997)
  • М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики (М., Наука, 1970)
  • M. Jungo, F.M. di Sopra, D. Erni, W. Baechtold. J. Appl. Phys., 91, 5550 (2002)
  • G.M. Yang, M.H. MacDugal, V. Pudikov, P.D. Dapkus. IEEE Photon. Technol. Lett., 7, 1228 (1995).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.