Оле́г Влади́мирович Ло́сев (27 апреля (10 мая) 1903 (1903-05-10), Тверь — 22 января1942, Ленинград) — выдающийся советский физик и изобретатель (15 патентов и авторских свидетельств), автор первых научных трудов, описывающих процессы, происходящие в поверхностных слоях полупроводника. Внёс большой вклад в исследование электролюминесценции в твёрдых полупроводниках. Автор первого в мире генерирующего кристаллического детектора («Кристадин»), автор первого в мире патента на «световое реле» (прототип светодиода). В 1938 году без защиты диссертации получил степень кандидата физико-математических наук за исследования по электролюминесценции.
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[1]. Мать занималась домашним хозяйством и воспитанием сына[2].
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[3].
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[4].
Работа в Нижегородской радиолаборатории
Схема первых опытов Лосева с кристаллическим детектором[5]
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 (НРЛ), 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 лишь 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[6]. Получив отпуск в конце 1921 года, Лосев уезжает в Тверь, где продолжает исследовать кристаллы в своей домашней лаборатории[7][8]. Используя кристалл цинкита (ZnO) и угольную нить в качестве электрода, Лосев собирает детекторный приёмник и 12 января 1922 года впервые слышит работу радиостанций незатухающих колебаний[6]. Отличительной особенностью приёмника являлась возможность подачи смещения на кристалл с помощью трёх батареек от карманного фонаря (12 вольт)[9]. Сконструированный приёмник по чувствительности был на уровне имевшегося у Лосева регенеративного радиоприёмника.
Исследуя характеристики детекторов на основе цинкита в приёмнике 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»[10].
Детектор может быть усилителем только на этом 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[11]. В усовершенствованном приёмнике удалось получить 15-кратное усиление.
После визита немецких радиотехников в декабре 1923 года в НРЛ труды Лосева стали известными за границей. Там за регенеративным приёмником Лосева закрепилось название «Кристадин» (было придумано во Франции[9]), 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[12][13][14][15][16].
Дальнейшее совершенствование кристадина могло быть продолжено только после физического объяснения наблюдаемых явлений[17]. 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[18]. Учёный правильно определил природу свечения, возникающего в кристалле карборунда. В своей статье он писал[19]: «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[20]: «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 Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) по разработке электронных светогенераторов[21].
Подробнее изучить излучение кристаллов (интенсивность, спектр) он не смог, так как лаборатория не располагала необходимыми приборами[22].
Тематику исследований определяли также работы НРЛ в области разработки радиоприёмников. Продолжая исследовать кристадин, учёный исследует паразитную генерацию в приёмниках, и открывает явление трансгенерации[23]. Исследуя трансгенерацию с помощью ламповых схем, Лосев обнаруживает трансформацию (понижение) частоты. На способ трансформации частоты им было получено авторское свидетельство[24].
Дальнейшие исследования Лосев проводил снова с кристаллическими детекторами. Изучая свечение, возникающее в кристаллах, он выделяет два типа свечения, о чём пишет в своей статье[25]: «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)[26] в 1944 году были переоткрыты французским учёным Ж. Дестрио[нем.][27].
Сотрудники вакуум-физико-технической лаборатории ЦРЛ (1930). Во втором ряду слева направо: Д. Е. Маляров, Н. В. Нефедьева, Б. А. Остроумов, В. Н. Лепешинская, С. И. Богомолов, Э. Г. Кёниг. В четвёртом ряду третий слева О. В. Лосев[28]
Работа в Центральной радиолаборатории
Схема для наблюдения изменения проводимости активного слоя. На кристалле карбида кремния размещены 4 электрода[29]
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[30].
Лосев переезжает в Ленинград вместе со своим коллегами[31], новое место его работы — вакуум-физико-техническая лаборатория в здании ЦРЛ на Каменном острове. Тематика его работы — изучение полупроводниковых кристаллов[32]. Часть экспериментов Лосев проводит в лабораториях ФТИ по разрешению А. Ф. Иоффе[33].
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[34].
Освещая активный слой кристалла карборунда, Лосев зарегистрировал фотоэдс до 3,4 В. Изучая фотоэлектрические явления в кристаллах, Лосев экспериментирует более чем с 90 веществами[35].
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[36].
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[37]. Ещё одна версия причины перехода на другую работу — реорганизация лаборатории и конфликт с начальством[38].
Работа в 1-м Ленинградском медицинском институте
В 1937 году Лосев устраивается на преподавательскую работу в 1-й Ленинградский медицинский институт им. академика И. П. Павлова[37]. 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[37]. Последняя его работа — разработка прибора для поиска металлических предметов в ранах[31].
Лосев не последовал совету А. Ф. Иоффе эвакуироваться[9]. Умер от голода во время блокады Ленинграда в 1942 году в госпитале Первого ленинградского медицинского института[59]. Место захоронения неизвестно.
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[60]. Результаты своей работы Г. А. Остроумов опубликовал в виде библиографического очерка[61].
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[62].
На составленном И. Лобнером «дереве развития электронных устройств» Лосев является родоначальником трёх типов полупроводниковых приборов (ZnO усилитель, ZnO генератор и светодиоды на основе SiC)
[63].
Важность открытий и исследований Лосева подчёркивалась как в отечественных, так и в зарубежных изданиях.
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[65][66]:
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»[67]:
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[68].
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»[69]. 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!»[70].
В 2014 году постановлением администрации г. Твери на основании решений Тверской городской Думы скверу в Центральном районе города присвоено имя О. В. Лосева[71].
В честь Олега Владимировича названо предприятие ООО "НПП «Лосев»[72] и проявочный светильник Lossew, в народе (Лампа Лосева)[73].
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 [3-4]).
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 кремнёвых 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. = Oscillating Crystals. — P. 93—96. — (Wireless World and Radio Review. V.15. № 271).
Lossew О. = Der Kristadyn. — 1925. — P. 132—134. — (Zeitschr. f. Fernmeldetechnik).
Lossew О. = Oszillierende Krystalle. — № 7. — u. Gerätebau, 1926. — P. 97—100. — (Zeitschr. f. Fernmeldetechnik).
Lossew O.V. = Luminous carborundum detector and detection effect and oscillations with crystals. — V. 6. № 39.. — Phil.Mag.: u. Gerätebau, 1928. — P. 1024—1044.
Lossew O.W. = Über die Anwendung der Quantentheorie zu Leuchterscheinungen am Karborundumdetektor. — Phys.Zeitschr. V. 30. №24. — 1928. — P. 920—923.
Lossew O.W. = Leuchten II des Karborundumdetectors. Elektrische Leitfähigkeit des Karborundums und unipolare Leitfähigkeit der Krystalldetectoren. — Phys.Zeitschr. V. 32. — 1931. — P. 692—696.
Lossew O.W. = Über den lichtelektrischen Effekt in besonderer aktiver Schicht der Karborundumkrystalle. — Phys.Zeitschr. V. 32. — 1933. — P. 397—403.
А. Г. Остроумов, А. А. Рогачев,. О. В. Лосев - пионер полупроводниковой электроники. — Физика: проблемы, история, люди. — Ленинград: Наука, 1986. — С. 183—217.
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.
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.
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).
