«Наука в Сибири» ПОЛВЕКА
|
Леонид Смирнов родился 17 января 1932 года в старинном уральском селе Хомутинино Челябинской области. Семья была большая и дружная. Связь Л. С. Смирнова с родным селом не прерывалась всю его жизнь. Здесь было начало всему: увлечениям охотой, рыбалкой, поэзией, живописью и, конечно, спортом.
В 1949 году Л. С. Смирнов поступает в Ленинградский государственный университет, после окончания которого в сентябре
1954 года он был принят в ФИАН, в лабораторию полупроводников, возглавляемую академиком Б. М. Вулом. В ФИАНЕ он попал в группу «Действие излучений на полупроводники» (руководитель —
В конце
На протяжении всей своей научной деятельности Л. С. Смирнов развивал представления о реакциях неравновесных точечных дефектов (вакансий и междоузельных атомов, вводимых облучением быстрыми частицами) между собой и другими несовершенствами структуры. Гипотеза о подвижности (миграции) элементарных точечных дефектов при комнатной температуре, а также при температурах, используемых при технологических обработках в полупроводниковой электронике, являлась основой постановки многих исследований в радиационной физике полупроводников. Начало было положено публикацией «К теории аннигиляции радиационных дефектов» (А. В. Спицын, Л. С. Смирнов, ФТТ, 1962 г.).
Уже в 1966 году в лаборатории радиационной физики был закончен цикл исследований, начатый ещё в ФИАН по изучению процессов ионизации при облучении полупроводников быстрыми частицами. Были определены энергии образования неравновесных электронно-дырочных пар. Их значения для кремния оказались равными
В то время актуальной также была проблема определения пороговой энергии смещения атомов из узлов при облучении материалов быстрыми частицами — энергии образования пары Френкеля: вакансии и междоузельного атома. Очевидно, что эта величина являлась ключевой в расчётах любых радиационных воздействий на материалы. Экспериментальные результаты многочисленных работ того времени давали значительный разброс величин пороговой энергии, которые в свою очередь не совпадали с экспериментальными данными по определению энергии активации образования равновесных точечных дефектов.
Постановка достаточно изящных экспериментов по слежению за введением доминирующего комплекса, включающего вакансию (А-центр в кремнии — комплекс вакансия — кислород), позволила решить одну из самых дискуссионных проблем по величине пороговой энергии. Величины пороговой энергии при комнатной температуре для кремния оказались равными 20,4 эВ при ориентации пучка электронов вдоль направления {111}. Оказалось, что пороговые энергии имеют заметную температурную зависимость и слабо зависят от кристаллографической ориентации. Так, в кремнии пороговая энергия уменьшается в два раза при повышении температуры от комнатной до 700 градусов Цельсия.
В начале
Исследования, проведенные в лаборатории Л. С. Смирнова, привели к обнаружению эффектов захвата (вбивания) примесных атомов, адсорбированных на поверхности, описанию особенностей диффузии примесей из слоёв, насыщенных радиационными дефектами; доказательству, что вторичные эффекты (реакции в дефектно-примесной подсистеме) доминируют в формировании профилей распределения внедрённых примесей по глубине легируемого слоя. Были обнаружены и объяснены эффекты аморфизации и рекристаллизации, эффекты больших доз и импульсной ориентированной кристаллизации. Разработаны основы создания уникальных структур, синтезируемых из ионных пучков, таких как, например, «кремний-на-изоляторе».
Признание успехов в работе по этой проблеме особенно ярко проявилось на двух Советско-американских семинарах по ионной имплантации (1977 г. и 1979 г.), в которых значительное представительство отводилось сотрудникам лаборатории радиационной физики Института физики полупроводников. Впоследствии в 1988 году Л. С. Смирнову в составе авторов была присуждена Государственная премия СССР за исследование и разработку импульсного (лазерного) отжига разупорядоченных ионной имплантации слоев, приведших к открытию эффекта импульсной ориентированной кристаллизации. В настоящее время технология ионной имплантации является фактически единственной в процессах легирования полупроводников при производстве изделий электронной техники. Импульсный (лазерный) отжиг стал также базовой технологией в создании различных схем и приборов, в частности, большеформатных матриц полевых транзисторов, используемых для управления жидкокристаллическими дисплеями при массовом производстве мониторов (телевизоров).
Результатом работы Леонида Степановича и его учеников является направление, родившееся на стыке физики твёрдого тела, физики и химии полупроводников и атомной физики. Это направление основано на фундаментальных явлениях и базе данных по взаимодействию быстрых частиц с твёрдым телом. На основе обнаруженных явлений были разработаны методы радиационной модификации и создания метастабильных систем. Практическими приложениями являются ионная имплантация, ядерное (трансмутационное) легирование материалов, импульсная обработка (перекристаллизация) материалов, ионный синтез, введение активных центров, создание разупорядоченных систем, радиационно-ускоренная диффузия, повышение стабильности материалов и приборов.
Начиная с 1972 года по инициативе и под руководством Л. С. Смирнова проводились ежегодные Всесоюзные семинары по радиационной физике полупроводников. Семинар стал смотром достижений за год, проверкой новых идей, обменом планами, знакомством с молодежью, форумом подготовки диссертаций. Активными участниками были специалисты Академии наук и вузов из Москвы, Ленинграда, Гатчины, Киева, Обнинска, Тбилиси, Ташкента, Риги, Вильнюса, Красноярска, Томска и, что важно — специалисты отраслевых министерств. Непринужденная, дружеская обстановка, бурные и плодотворные дискуссии, результативные контакты сделали семинар координационным центром по проблеме радиационной физики полупроводников в стране.
Почти 40 лет Леонид Степанович был членом специализированного Совета по защитам кандидатских и докторских диссертаций Института физики полупроводников, много лет он руководил работой институтского семинара. Под его руководством защищено 36 кандидатских диссертаций, 9 его учеников стали докторами наук. Леонид Степанович является автором около 200 научных статей и четырёх монографий. Его книги переведены на разные языки мира. Особой его гордостью было издание монографии «Легирование полупроводников методом ядерных реакций» на китайском языке.
Леонид Степанович был человеком принципиальным. Он мог поступиться чем-то второстепенным, но для него всегда существовал нравственный барьер, за который он никогда не переходил. Леонид Степанович был очень активным человеком, любил природу, был заядлым охотником, автолюбителем, грибником. Увлекался игрой в теннис и шахматы. Организовывал и сам участвовал в разных спортивных мероприятиях. Память о нем навсегда сохранится в сердцах знавших его людей.
Академик А.Л.Асеев,
член-корр. РАН А.В.Двуреченский,
член-корр. РАН И.Г.Неизвестный,
д.ф.-м. н. Г.А.Качурин, д.ф.-м.н. В.П.Попов
стр. 10