Юный техник 1977-07, страница 36

Величина энергии электрона, как показывает расчет, пропорциональна квадрату числа полуволн электронного облака. Число же полуволн, по условию образования стоячей волны, может быть только целым. Но это значит, что и энергия электрона меняется не непрерывно, а отдельными порциями, или, как говорят физики, дискретно.

Дискретность хорошо замаскирована, когда кристалл массивен и электронов много: электронные облака накладываются друг на друга, создавая сплошную «облачность», подобную той, которую мы видим на небе в пасмурную погоду.

Но вот небо начинает проясняться. Толщина слоя облаков все уменьшается. Наступает момент, когда вместо сплошной пелены мы отчетливо начинаем различать отдельные облака: вон то похоже на верблюда, а вот это на слона... Примерно такое разделение происходит и при уменьшении толщины кристалла. Когда кристалл становится тонкой пленкой, то поперечное движение электронов ограничивается и дискретность энергии обозначается теперь достаточно четко. А это, в свою очередь, немедленно приводит к изменению характеристик кристалла.

ЗНАТЬ, ЧТО ИСКАТЬ...

Статья И. М. Лифшица и А. М. Косевича вызвала чисто теоретический интерес: идеальный металл, немыслимо тонкая пленка... Как их получить!.. Одно дело рассчитать все на бумаге, и совершенно другое — выявить подобный эффект экспериментально.

Лишь через десять лет о тонких пленках вспомнили вновь. Эти годы были периодом бурного развития полупроводниковой техники, видимо, поэтому доктор физико-математических наук

В. Б. Сандомирский и выдвинул такую идею: «А что, если попробовать выявить предсказанный эффект не в идеальном металле, а в реальных полупроводниках!..»

Расчеты показали, что в этом случае толщина пленки будет составлять уже не 10—⁷ — 10—⁸ см, а в 1000 раз толще. И такую пленку при сегодняшнем уроВне науки и техники можно создать.

Тогда за дело взялись физики-экспериментаторы, доктора фи-зико-математических наук

В. Н. Луцкий, М. И. Елинсон и кандидат физико-математических наук Ю. Ф. Огрин. Прежде всего они выяснили, что еще лучше, чем в полупроводниках, предсказанный эффект проявляется в полуметаллах типа висмута.

— Вам, наверное, пришлось испробовать не один десяток материалов, прежде чем нашли подходящий! — спросил я у Вили Наумовича Луцкого, с которым мы познакомились в Институте радиотехники и электроники АН СССР. — Помнится, известный американский изобретатель Эдисон проделал около 10 тысяч опытов, прежде чем нашел нужный материал для нити накаливания электрической лампочки. Ваша же задача была, пожалуй, сложнее...

Виля Наумович привычным жестом поправил очки на переносице и улыбнулся.

— Представьте себе, нет. Мы ведь знали заранее, с какими свойствами материал нам нужен. И довольно скоро остановили свой выбор на висмуте. Гораздо сложнее был следующий этап, когда нам пришлось создавать установку для напыления, выбирать оптимальные режимы напыления, подобрать для плен* ки подходящую подложку...

— Начав работу в 1963 году, два года спустя вы уже получили первые результаты. Доказательства эффекта изменения свойств кристалла в тонкой пленке были.

34