Побег из запрещенный зоны

Наука и технологии
«Эксперт» №15 (604) 14 апреля 2008
Небольшая исследовательская компания «Иоффе-ЛЕД», основываясь на достижениях советской школы в области полупроводниковых гетероструктур, разработала лучшие в мире свето- и фотодиоды инфракрасного диапазона излучения
Побег из запрещенный зоны

«А вы знаете, что знаменитая формула Макса Планка возникла из решения им прикладной задачи, поставленной фирмой, производящей осветительные лампы?» — спрашивает Борис Матвеев, иллюстрируя свой рассказ о жесткой взаимосвязи фундаментальных и прикладных исследований в полупроводниковой физике. Про Планка где-то в популярной статье писали, что он и представить себе не мог, что его теория будет использована для создания новых типов осветительных приборов. Имелись в виду рожденные квантовой теорией светодиоды и лазеры. Оказывается, сама теория появилась в 1900 году в ходе наблюдений за обычным светильником, выполняемых по заказу какого-то любопытного заводского технолога, когда ученый пришел к теоретическому выводу о соотношении между температурой тела и испускаемым этим телом излучением (за что Планк в 1915 году и получил Нобелевскую премию в области физики).

Возглавляемая Борисом Матвеевым группа входит в лабораторию инфракрасной оптоэлектроники санкт-петербургского Физико-технического института имени Абрама Иоффе, научным руководителем которого является другой нобелевский лауреат Жорес Алферов. Группа образовалась еще в 70-х, и раньше ее называли просто по имени руководителя: группой Талалакина, потом группой Матвеева. Но 2001 году ей придумали экспортное название, которое на русский язык благозвучно перевести трудно: Mid-IR Diode Optopair Group (MIRDOG) — группа диодных оптических пар (оптопар) среднего спектра инфракрасного излучения. Оптопары потому, что группой исследуются и разрабатываются светодиоды — приборы на основе полупроводников, преобразующих электрический ток в световое излучение, и фотодиоды — в них, наоборот, излучение превращается в электрический сигнал. Эти два прибора и составляют оптопару, чаще всего они используются в газоанализаторах для оптического анализа химических веществ. В самом Физтехе матвеевских сотрудников называют просто мирдогами.

В 2005 году они образовали фирму «Иоффе-ЛЕД» (LED — Light Emitting Diod, светодиод), а год назад проект компании «Иммерсионные свето- и фотодиоды среднего инфракрасного диапазона (длина волны 3–6 мкм)» победил в Конкурсе русских инноваций, организованном нашим журналом, в номинации «Лучший перспективный проект». Экспертному совету конкурса проект приглянулся потому, что «Иоффе-ЛЕД» действительно делает очень хорошие приборы. По словам генерального директора компании Максима Ременного, несколько лет назад лазерные диоды компании были признаны Джерри Маером, руководителем отделения квантовой оптоэлектроники Naval Research Laboratory (исследовательская лаборатория американского военно-морского флота), лучшими в мире.

С практической точки зрения частотный диапазон инфракрасного излучения 3–6 мкм интересен тем, что здесь лежат наиболее сильные полосы поглощения многих газов. Наибольшая интенсивность поглощения в среднем диапазоне инфракрасных длин волн характерна для метана, формальдегида и других углеводородов, окиси и двуокиси углерода, окисей серы и азота. Говоря другими словами, с помощ