2000

 

 

 

 

 

 

              Zhores I. Alferov                    Herbert Kroemer                 Jack S. Kilby

  نيمي از جايزه به آقاي کيلبي از بابت نقش وي در اختراع مدار مجتمع و نيمه ي ديگر مشترکا به آقايان هربرت کرومر و ژورس آلفروف به سبب ابداع ساختارهاي (پيوند هاي نا همگون) نيمه رسانا براي استفاده در الکترونيک سريع و الکترونيک نوري اهدا شد.کارهاي اين افراد مبناي فناوري اطلاعات عصر جديد است و نشان دهنده ي اهميتي است که فيزيک نيمه رسانا و ادوات الکتروني در شکل گيري فناوري مخابرات و اطلاعات امروز داشته است.

 
جک کيلبي ، در حال دريافت جايزه نوبل از جناب آقاي کينگ کارل از سوئد در استکهلم . 10 دسامبر، 2000                                                                                                                          
 

 جک کيلبي

فکر کنيد که دنيا بدون مدارهاي مجتمع چگونه بود،نه کامپيوتر شخصي ،نه مخابرات ديجيتال ،نه ماهواره ،نه اينترنت ،نه تلفن همراه و نه بسيار ي چيزهاي ديگر.تقريبا همه چيز در زندگي امروز به الکترونيک و مدارهاي مجتمع وابسته است .مبدا پيدايش آنچه امروز داريم 39 سال پيش در دالاس مرکز تگزاس شکل گرفت.کمتر پيش مي آيد که انساني آنقدر زنده بماند تا بتواند نتيجه ي کارهاي خود را در تغيير جهان ملاحظه کند.جک کيلبي يکي از اين انسانها است که اختراع اولين مدار يکپارچه سيليسيمي او در تگزاس اينسترومنت(TI) بنيان علمي و عملي دانش ميکروالکترونيک عصر امروز است.
جک کيلبي در سال 1923 در شهر جفرسون سيتي متولد شد.در گريت بند ايالت کانزاس بزرگ شد و کارشناسي مهندسي برق خود را از دانشگاه ايلي نوري و کارشناسي ارشد خود را از ويسکانسين دريافت کرد.در سال 1947 کار خود را در سنترالب ديويژن در شرکت کلوب يونيون در شهر در شهر ميلواکي آغاز کرد.سپس در 1958 به TI در دالاس ملحق شد .ماجرا را خودش اينگونه تعريف مي کند: «بعد از چند مصاحبه که ويلي ادکاک با من کرد در تگزاس استخدام شدم.کار من آن موقع دقيق تعريف نشده بود .فقط مي دانستم که بايد در زمينه کوچک کردن مدارهاي الکترونيکي کار کنم .بعد از شروع کار در ماه مي 1958 فهميدم که بايد راه بهتري علاوه بر ميکرو ماجول براي بسته بندي ترانزيستور ،                       

مقاومت،و خازن وجود داشته باشد.همان موقع يک تقويت کننده ي IF با استفاده از عناصر لوله اي شکل طراحي کردم و ساختم.
در حالتي نزديک به ياس ،احساس کردم که تنها چيزي که مي تواند بخش نيمه هادي را متحمل هزينه هاي زياد نکند همان استفاده از نيمه هادي است .سرانجام بعد از کلي فکر کردن به اين نتيجه رسيديم که نيمه رسانا را براي ساخت مقاومت و خازن نيز بکارببرم،همان طور که ادوات فعال (ترانزيستور) از آن ساخته مي شدند .به اين ترتيب چون همه چيز از يک ماده و کنار هم ساخته مي سد،برقراري اتصال الکتريکي آنها نيز ساده مي شد و يک مدار کامل بدست مي آمد.بلافاصله يک فليپ فلاپ با اين عناصر طراحي کردم.مقاومت ها به صورت يک تکه سيليسيم و خازنها نيز به کمک ديود پيوندي P-n به دست آودند.بعد از تهيه ي شماتيک اوليه ي آن،آنها را به ادکاک نشان دادم .او متعجب شد ولي باز هم مشکوک بود و از من خواست که ثابت کنم مداري که صرفا از نيمه رسانا ساخته شود درست کار مي کند .از اين رو مدار را ابتدا به وسيله ي تکه هاي گسسته ي سيليسيم به هم بستم :دو تا ترانزيستور با پيوند رشدي ،مقاومت هايي که از يک تکه سيليسيم درست شده بود،و خازن هايي که آنها را به کمک تکه هاي ويفر يک ترانزيستور نفوذي قدرت ساخته بودم و دو طرف آنها را فلز نشانده بودم .بعد از چسباندن همه ي آنها در کنار هم ،مدار را در 28 اوت 1958 به ادکاک نشان دادم .اگرچه مدار با اين قطعات نيمه رسانا کار مي کرد ولي هنوز مجتمع نبود .سپس توانستم با بدست آوردن چند ويفر ، و انجام مراحل نفوذ و فلز نشاني روي آنها، تا 12 سپتامبر 1958 سه نمونه نوسان ساز مولتي ويبراتور را کامل کنم و آنها را در حضور چند تن از مديران TI آزمايش کنم .آنچه آنان مي ديدند تکه هاي از سيليسيم و ژرمانيوم و سيم هاي برامده بود که روي يک تکه شيشه چسبانده شده بودند.با اتصال منبع تغذيه ي اولين مدار ،نوساني با فرکانس 1/3MHz  را روي صفحه ي اسيلوسکوپ نشان داد.
به سفارش پاتريک هاگرتي رئيس بعدي TI کيلبي مامور شد تا يک ماشين حساب الکترونيکي بسازد به طوري که در جيب کت جا بگيرد و بتواند جايگزين ماشين حساب هاي الکترونيکي حجيم آن زمان شود.ماشين حسابي که کيلبي يکي از مخترعان آن شد ،دريچه اي را برروي تجاري کردن مدارهاي مجتمع گشود.
کيلبي در سال 1970 طي مراسمي در کاخ سفيد ،مدال ملي علوم را دريافت کرد.در سال 1982 به او عنوان مخترع ملي داده شد.او بيش از 60 اختراع ثبت شده دارد.او عضو ارشد انجمن مهندسان برق و الکترونيک و عضو آکادمي ملي مهندسي (NAE) است.در سال 30 امين سالگرد تولد مدارمجتمع ، به دستور فرماندار ايالت تگزاس مجسمه يادبودي در کنار آزمايشگاه TI که روزي کيلبي اختراع خود را در آن عملي کرد، بنا شده است.


 
هربرت کرومر در حال دريافت جايزه نوبل از جناب آقاي کينگ کارل از سوئد در استکهلم. 10 دسامبر 2000

هربرت کرومرهربرت کرومر در سال 1928 در آلمان متولد شد.دکتراي خود را در 24 سالگي (1952) از دانشگاه گوتينگن در رشته فيزيک نظري دريافت کرد.تز دکتراي وي بررسي اثرات الکترون داغ در ترانزيستورهاي آن زمان بوده است .کاري که بنيان پژوهش در زمينه فيزيک و فناوري ادوات نيمه رسانا را به وجود آورده است.بهترين واژه اي که مي تواند موفقيت او را به درستي توصيف کند در عناوين شخنراني هاي اوست :« ساختارهاي ناهمگون براي همه چيز ». علاقه او به استفاده از ترکيبات مختلف نيمه رسانا براي ساختن افزاره هاي کارامد ،انگيزه ي اصلي کارهاي جاودانه ي او بوده است .اصرار و تاکيد او بر فهم نمودار باند انرژي در نيمه رساناهاي مرکب ،معروف است:«اگر نتوانيد باند را رسم کنيد ،نخواهيد فهميد که چه مي کنيد.»وي اولين کسي بود که نتايج ميدانهاي الکتريکي پديد آمده در مرز بين دو نيمه رسانا ي غير همجنس را در مقاله اي که در سال 1957 در RCA Review  به چاپ رساند منعکس کرد.بعدها اين پيش بيني وي منجر به اختراع ترانزيستور کا رامدي موسوم به HBT (ترانزيستور دو قطبي با پيوند هاي ناهمگون) شد که در اميتر آن از يک ماده با E ,r  بزرگ استفاده مي شود.امروزه HBT از سريع ترين افزاره هاي ميکروالکترونيک در باند ميکروويو است. 

کرومر اولين کسي بود که احتمال محدود شدن الکترون و حفره را بوسيله يک ساختار نا همگون مضاعف بررسي مي کرد.درست در زماني که تلاش هاي پژوهشگران روي نيمه رساناهاي همگن نور گسيل به بن بست نزديک مي شد در سال 1963 مقاله اي در proeecdurgs of IEEE  منتشر کرد که در آن زمان چندان مورد توجه واقع نشد. کرومر در اين مقاله ادعا کرد که مي توان با محصور کردن يک لايه نيمه رسانا با E,g کوچک بين دو لايه ي ديگر با E,g  زياد ،مي توان يک ليزر نيمه رسانا ساخت .اين ايده ي جديد اساس تمام صنعت اپتوالکترونيک امروز است .جالب اينجا است که تمام اين پيش بيني ها در زماني انجام مي شد که ابزارهاي MPEو MOCVD براي لايه نشاني نيمه رساناهاي مرکب گروه VI-III وجود نداشت. اين ابزارها در دهه ي 70 به وجود آمدند و توانستند صحت پيش بيني هاي کرومر را تاييد کنند و ابزارهايي با کاربر متنوع پديد آورند.وي توانست در آن سالها ،مسئولان دانشگاه کاليفرنيا در سانتا باريا را را متقاعد کند که بودجه ي اندکي براي پژوهش روي نيمه رساناهاي مرکب گروه III-VI در اختيار وي قرار دهند. در حالي که تمامي توجهات به پژوهش روي ادوات سيليسيمي معطوف شده بود. به اين ترتيب کرومر توانست فيزيک وفناوري نيمه رساناهاي مرکب گروه III-VI را به يک شاخه از ميکروالکترونيک تبديل کند و خود در صدر آن بدرخشد. او تا به امروز نيز استاد کرسي دونالد و پتي ير در دانشکده مهندسي برق و علوم مواد دانشگاه کاليفرنيا UCSB است  و با کنجکاوي و علاقه روي دو زمينه زير کار ميکند .
1.ساختارهاي هايبريد ابررسانا-نيمه رسانا که در آن لايه هاي نازک توسط الکترودهاي ابررسانا ي نيوبيوم به صورت چاه کوانتومي محصور مي شوند.الکترودهاي ابررسانا باعث القاي خاصيت ابررسانايي در لايه ي نيمه رساناي وسطي مي شوند.گروه وي سرگرم يافتن کاربردهايي عملي براي اين نوع افزاره ها است.
2.مطالعه ي انتقال جريان در شبکه هاي نيمه رسانا تحت تاثير ميدان الکتريکي عمود بر صفحات ابرشبکه . در اين ساختارها ،اعمال ميدان باعث کج شدن نمودار باند انرژي و ايجاد نوساناتي موسوم به نوسان بلوخ مي شود. محاسبات نشان مي دهد که مي توان اين افزاره ها را براي ساخت نوسان سازهايي با فرکانس هاي تراهرتز به کار برد.
علاقه کرومر همواره به حل مسائلي است که يک دهه از زمان خود جلوتر است و اين امر را ميتوان در مقالات وي از دهه ي 50 تا زمان حاضر دريافت. کارهاي او همواره مورد توجه جوامع فيزيک و مهندسي برق بوده است. جوايز ،القاب، و عناويني که کرومر به ان مفتخر شده است به شرح زيل است:

· جايزه جي جي ابرس از انجمن افزاره هاي الکتروني IEEE (19839 )
· دکتراي افتخاري مهندسي از دانشگاه صنعتي آخن، آلمان(1985 )
· جايزه ي جک مورتون از IEEE(1986 )
· کرسي دوتالد ويتي ير در مهندسي برق (1986 )
· جايزه ي پزوهشي الکساندر فن هومبولدت (1994 )
· عضويت آکادمي ملي مهندسي (1997 )
· دکتراي افتخاري در فناوري ، دانشگاه لوند ، سوئد(1998 )

 

ژورس آلفروف در حال دريافت جايزه نوبل از جناب آقاي کينگ کارل از سوئد در استکهلم. 10 دسامبر 2000

 ژورس آلفروفژورس آلفروف در 15 مارس 1930 در شهر ويتبک جمهوري بلاروس اتحاد جماهير شوروي متولد شد.در سال 1952 از دانشکده ي الکترونيک ايليانوف در موسسه الکترونيک لنينگراد فارغ التحصيل شد. از 1953 عضو دفتر موسسه فيزيکي فني ايوفه بود.او دکتراي خود را در فيزيک و رياضي در سال 1970 از همين موسسه دريافت کرد .در اوايل دهه ي شصت ، مسابقه براي باريک کردن باند تابش ناشي از بازترکيب و توليد ليزر از مواد نيمه رساناي نور گسيل شروع شده بود. در پاييز 1962 GaAs و آلياژ گروه III-VI به عنوان مولد مستقيم نور ليزر به کار رفت.بعد از اين رويداد هاي مهم ، ژورس آلفروف يکي از اولين کساني بود که دريافت ،ديود ليزري بايد به شکل يک پيوند ناهمگون p-n باشد.او مي خاهد که اين پيوندها را به عنوان گسيلنده هاي نوري کارامد به صورت صفحات GaAs که بين موادي با E,g زيادتر از دو طرف محصور شده است ، به کار برد.او فکر مي کند که مي تواند يک ليزر GaAs با جريان آستانه ي کم بسازذ.او توانست اولين پيل خورشيدي با پيوند ناهمگون مضاعف را بسازد (1970 ) . سوئيچ p-n-p-n با پيوند نا همگون ، سوئيچ ليزري p-n-p-n (1971 ) ، LED هاي با بازدهي بالا (1968 ) و ترانزيستور ليزري p-n-p-n (1974 ) از ديگر کارهاي اوست.
او در حال حاضر روي تبديل ليزر چاه کوانتومي به ليزر نقطه ي کوانتومي کار مي کند. پروفسور آلفروف جوايز و افتخارات ملي و بين المللي زيادي را به پاس پژوهش هاي خود کسب کرده است که در ذيل معرفي مي شود.

· مدال بالانتين از موسسه ي فرانکلين آمريکا (1971 )
· جايزه لنين روسيه(1972 )
· جايزه اورو فيزيک هيولت-پکارد (1978 )
· جايزه سمپوزيوم GaAs و مدال اچ ولکر (1987 )
· مدال کارپينسکي-جمهوري فدرال آلمان(1989 )
· جايزه ي ايوفه –آکادمي علوم روسيه (1996 )
· جايزه نيکلاس هولونياک (2000 )
· عضو افتخاري موسسه ي فرانکلين آمريکا (1971 )
· عضو خارجي آکادمي علم آيمان (1987 )
· پروفسور افتخاري دانشگاه هاونا-کوبا(1987 )
· عضو خارجي آکادمي علوم لهستان(1988 )
· همکار خارجي انجمن ملي مهندسان آمريکا (1990 )
· عضو افتخاري آکادمي هواشناسي –سن پترزبورگ(1994 )
· عضو افتخاري انجمن علوم و فناوري نيمه رسانا-پاگستان(1996 )
· عضو افتخاري آکادمي بين المللي سرد سازي-سن پترزبورگ(1997 )
· آکادميسين آکادمي بين المللي اکولوژي انساني و حفظ طبيعت –سن پترزبورگ(1998 )
· دکتراي افتخاري علوم انساني –سن پترزبورگ(1998 )
آلفروف سردبير مجله ي روسي پيزما اي زورنال تکني چسکوي فيزيکي (مجله فيزيک و فناوري)و عضو هيئت تحريريه مجله روسي نااوکا اي ژين (مجله علم و زندگي)است.