Премия Киото 2009 года
Премия Киото 2009 года присуждена профессору Исаму АКАСАКИ за пионерские работы по созданию p-n- переходов в нитриде галлия и за его вклад в разработку светодиодов синего свечения.
Премия Киото – аналог Нобелевских премий – была учреждена японским предпринимателем Кэйзу Инамори 25 лет тому назад. Создав новую тогда для Японии керамическую промышленность и став миллионером, он решил, по примеру Нобеля, учредить такую премию и основал для этого «Фонд Инамори». Премия Киото присуждается ежегодно по трем категориям: высокие технологии, фундаментальные науки, искусство и философия.
В 2009 году премия по категории высоких технологий по разделу «Электроника» была присуждена профессору Университета Нагоя Исаму Акасаки за пионерские работы по созданию p-n- переходов в нитриде галлия и за его вклад в разработку светодиодов синего свечения. Премия по категории фундаментальных наук по разделу «Биология» была присуждена супругам Питеру и Барбаре Грант за экспериментальную демонстрацию эволюционной теории происхождения видов Дарвина путем быстрого естественного отбора вследствие изменений окружающей среды. Премия по категории искусства и философии по разделу «Музыка» была присуждена французскому композитору Пьеру Булезу за его деятельность как композитора, дирижера и теоретика современной музыки.
На торжественной церемонии вручения Премий Киото. Слева на сцене в первом ряду сидят лауреаты. За ними – члены комитета Фонда Инамори. Справа – члены комитетов по разным премиальным категориям. К пустому креслу справа через минуту придет Принцесса Такамаду. Вверху – большой симфонический оркестр
Вручение премий происходит в торжественной обстановке, в большом зале Дворца Конгрессов в Киото (более 2000 мест), в присутствии Почетного Президента Фонда Инамори — японской принцессы Такамаду. Лауреатам вручают грамоты, медаль, чек на полмиллиона долларов. Поздравления произносят представители Правительства Японии, послы тех стран, граждане которых были удостоены премий. Гости церемонии должны соблюдать правила одежды (мужчины — в смокингах, дамы — в вечерних или национальных туалетах). После вручения премий, на банкете в честь лауреатов присутствуют члены комитетов по присуждению премий во всех разделах, коллеги и друзья лауреатов, члены их семей, представители дипломатического корпуса. На следующий день лауреаты читают лекции о своих работах.
Первые опыты, продемонстрировавшие такую возможность для GaN, были проведены в американской фирме RCA Дж. Панковым и П.Маруськой в начале 70-х гг. Они были сделаны на диодах типа металл-диэлектрик-полупроводник (MIS - структурах) и имели малую эффективность. Кристаллические пленки GaN были несовершенны, имели большую плотность дислокаций. Не удавалось создать пленки GaN с проводимостью p- типа и сделать в GaN хорошие p-n- переходы, хотя концентрация вводимых в кристалл акцепторных примесей Zn была велика.
Последователи Дж.Панкова в ряде полупроводниковых лабораторий мира пытались решить эти проблемы, но без особенных успехов. В нашей стране в конце 70-х и начале 80-х гг. активно проводились работы в этом направлении в Политехническом Институте и Физико-Техническом Институте им. А.Ф.Иоффе в Ленинграде, в Московском Университете. В частности, на физическом факультете, в группах Г.В.Сапарина и М.В.Чукичева, в опытах по катодолюминесценции GaN, легированного Zn, было обнаружено, что при длительной фокусировке электронного пучка на поверхности образца возникает пятно с яркой люминесценцией. Это было объяснено, как активация акцепторов цинка, и предложено использовать для записи оптической информации. Но во всем мире, в том числе и в нашей стране, не удавалось сделать эффективные p-n- переходы и светодиоды на их основе. Финансирование этих работ было прекращено, и в большинстве лабораторий мира эта тематика далее не развивалась.
Проф. И.Акасаки и его группа не прекращали исследования нитрида галлия. Они применили для выращивания пленок GaN метод металло- органической эпитаксии (MOCVD) и предложили выращивать пленки GaN на подложках из сапфира через буферный аморфный слой AlN, который снимал часть деформаций на границе GaN c сапфиром. Таким образом, удалось уменьшить в десятки раз плотность дислокаций и получить более совершенные кристаллические пленки GaN. Они применили для легирования акцепторы Mg, имеющие меньшую энергию ионизации, чем Zn. Они провели активацию акцепторов электронным пучком не в точке или линии, а по всей поверхности пленки. Было дано объяснение процесса активации как удаление ионов водорода H+, компенсировавших ионы акцепторов Mg-, которые стали образовывать дырки. Были проведены измерения электрических свойств полученных пленок и показано, что получены пленки р- типа с большой концентрацией дырок. Таким образом, были созданы первые эффективные p-n- переходы в GaN. Проф. И.Акасаки вместе с д-ром Хироси Амано в 1989 году показали, что на основе этих p-n- переходов можно создать яркие синие светодиоды. Это был научно-технический прорыв, обеспечивший дальнейший прогресс в создании эффективных источников света на основе GaN, которые станут основой светотехники будущего. (См. также http:www.russia.ru/video/nauka_8882/).
Работы же И.Акасаки, сделанные в Университете Нагоя, и не сразу давшие промышленные результаты в фирме «Тойода Госей», были известны, главным образом, специалистам. При выдвижении и обсуждении кандидатур на Премию Киото были приняты во внимание те принципы, о которых говорил Кэйзу Инамори, и пожелание комитетов Фонда Инамори о том, чтобы из называемых кандидатов был выделен один достойнейший. Им по праву стал профессор Исаму Акасаки.
Премия Киото – аналог Нобелевских премий – была учреждена японским предпринимателем Кэйзу Инамори 25 лет тому назад. Создав новую тогда для Японии керамическую промышленность и став миллионером, он решил, по примеру Нобеля, учредить такую премию и основал для этого «Фонд Инамори». Премия Киото присуждается ежегодно по трем категориям: высокие технологии, фундаментальные науки, искусство и философия.
В 2009 году премия по категории высоких технологий по разделу «Электроника» была присуждена профессору Университета Нагоя Исаму Акасаки за пионерские работы по созданию p-n- переходов в нитриде галлия и за его вклад в разработку светодиодов синего свечения. Премия по категории фундаментальных наук по разделу «Биология» была присуждена супругам Питеру и Барбаре Грант за экспериментальную демонстрацию эволюционной теории происхождения видов Дарвина путем быстрого естественного отбора вследствие изменений окружающей среды. Премия по категории искусства и философии по разделу «Музыка» была присуждена французскому композитору Пьеру Булезу за его деятельность как композитора, дирижера и теоретика современной музыки.
Профессору Исаму Акасаки вручают медаль и премию
Основатель фонда, Кэйзу Инамори, считает, что для человека нет выше цели, чем способствовать лучшему будущему человечества во всем мире. Он определил особенности премии Киото в том, что она должна присуждаться людям, которые посвятили свою жизнь и достигли определенной достойной цели в науке, технологии или искусстве. Важно, чтобы их выдающиеся достижения способствовали не только техническому прогрессу, но и гуманитарному обогащению и культурному возвышению человеческого духа.
Вручение премий происходит в торжественной обстановке, в большом зале Дворца Конгрессов в Киото (более 2000 мест), в присутствии Почетного Президента Фонда Инамори — японской принцессы Такамаду. Лауреатам вручают грамоты, медаль, чек на полмиллиона долларов. Поздравления произносят представители Правительства Японии, послы тех стран, граждане которых были удостоены премий. Гости церемонии должны соблюдать правила одежды (мужчины — в смокингах, дамы — в вечерних или национальных туалетах). После вручения премий, на банкете в честь лауреатов присутствуют члены комитетов по присуждению премий во всех разделах, коллеги и друзья лауреатов, члены их семей, представители дипломатического корпуса. На следующий день лауреаты читают лекции о своих работах.
Профессор И.Акасаки с супругой и автор настоящей статьи с дочерью.
Профессор Исаму Акасаки получил образование в Университете Киото и начал свою деятельность в физике полупроводников и полупроводниковых приборов еще в конце 50-х гг. В 60-хх гг., работая в Университете Нагоя и, потом, в фирме Мацушита, он заинтересовался полупроводниковыми источниками света – светодиодами и лазерами. Важно, что он проводил исследования и в технологии выращивания кристаллов, и в разработках структур с электронно-дырочными переходами, и в изучении электрических и оптических свойств кристаллов и структур, и в технологии создания полупроводниковых приборов. Одну из своих работ начального периода об электрических свойствах арсенида галлия при низких температурах в сильных электрических полях он докладывал на Международной Конференции по физике полупроводников в Москве в 1968 г. С начала 70-х гг. И.Акасаки понял важность проблемы создания полупроводниковых источников света в голубой и синей области спектра. Одним из полупроводниковых соединений, на основе которых было возможно создать такие излучатели, был нитрид галлия, GaN.
Первые опыты, продемонстрировавшие такую возможность для GaN, были проведены в американской фирме RCA Дж. Панковым и П.Маруськой в начале 70-х гг. Они были сделаны на диодах типа металл-диэлектрик-полупроводник (MIS - структурах) и имели малую эффективность. Кристаллические пленки GaN были несовершенны, имели большую плотность дислокаций. Не удавалось создать пленки GaN с проводимостью p- типа и сделать в GaN хорошие p-n- переходы, хотя концентрация вводимых в кристалл акцепторных примесей Zn была велика.
Последователи Дж.Панкова в ряде полупроводниковых лабораторий мира пытались решить эти проблемы, но без особенных успехов. В нашей стране в конце 70-х и начале 80-х гг. активно проводились работы в этом направлении в Политехническом Институте и Физико-Техническом Институте им. А.Ф.Иоффе в Ленинграде, в Московском Университете. В частности, на физическом факультете, в группах Г.В.Сапарина и М.В.Чукичева, в опытах по катодолюминесценции GaN, легированного Zn, было обнаружено, что при длительной фокусировке электронного пучка на поверхности образца возникает пятно с яркой люминесценцией. Это было объяснено, как активация акцепторов цинка, и предложено использовать для записи оптической информации. Но во всем мире, в том числе и в нашей стране, не удавалось сделать эффективные p-n- переходы и светодиоды на их основе. Финансирование этих работ было прекращено, и в большинстве лабораторий мира эта тематика далее не развивалась.
Проф. И.Акасаки и его группа не прекращали исследования нитрида галлия. Они применили для выращивания пленок GaN метод металло- органической эпитаксии (MOCVD) и предложили выращивать пленки GaN на подложках из сапфира через буферный аморфный слой AlN, который снимал часть деформаций на границе GaN c сапфиром. Таким образом, удалось уменьшить в десятки раз плотность дислокаций и получить более совершенные кристаллические пленки GaN. Они применили для легирования акцепторы Mg, имеющие меньшую энергию ионизации, чем Zn. Они провели активацию акцепторов электронным пучком не в точке или линии, а по всей поверхности пленки. Было дано объяснение процесса активации как удаление ионов водорода H+, компенсировавших ионы акцепторов Mg-, которые стали образовывать дырки. Были проведены измерения электрических свойств полученных пленок и показано, что получены пленки р- типа с большой концентрацией дырок. Таким образом, были созданы первые эффективные p-n- переходы в GaN. Проф. И.Акасаки вместе с д-ром Хироси Амано в 1989 году показали, что на основе этих p-n- переходов можно создать яркие синие светодиоды. Это был научно-технический прорыв, обеспечивший дальнейший прогресс в создании эффективных источников света на основе GaN, которые станут основой светотехники будущего. (См. также http:www.russia.ru/video/nauka_8882/).
Достопримечательность Киото – Золотой Павильон в императорском саду;
красота осенней природы в Японии.
В это время в японской фирме «Ничиа Кемикал», производившей люминофоры для электронно-лучевых трубок, возникла задача создания источников возбуждения люминофоров. Для этой цели казалось перспективным применить нитрид галлия, который может быть излучателем и в ультрафиолетовой области. Работы по этой тематике вел молодой инженер Шуджи Накамура, получивший от фирмы необходимые средства. Он использовал результаты группы И.Акасаки, но пошел дальше, разработав технологию активации Mg термообработкой в атмосфере азота. Ш.Накамура сделал структуры с гетеропереходами InGaN/GaN, следуя идеям гетероструктур на основе GaAs, которые были разработаны и осуществлены группой Ж.И.Алферова, лауреата и Нобелевской премии, и Премии Киото. На основе структур InGaN/GaN Ш.Накамура сделал и первые промышленные синие светодиоды, и инжекционные лазеры. Покрыв синие светодиоды желтым люминофором, Ш.Накамура сделал первые промышленные светодиоды белого свечения. Первые лавры и многочисленные премии присуждались Ш.Накамуре.
красота осенней природы в Японии.
Работы же И.Акасаки, сделанные в Университете Нагоя, и не сразу давшие промышленные результаты в фирме «Тойода Госей», были известны, главным образом, специалистам. При выдвижении и обсуждении кандидатур на Премию Киото были приняты во внимание те принципы, о которых говорил Кэйзу Инамори, и пожелание комитетов Фонда Инамори о том, чтобы из называемых кандидатов был выделен один достойнейший. Им по праву стал профессор Исаму Акасаки.
Профессор А.Э.Юнович