История кафедры физической электроники

Кафедра физической электроники появилась на факультете физики в 1963 году. Первым руководителем и ее фактическим создателем был доктор физико-математических наук, профессор Иоганн Моисеевич Бронштейн.

И.М. Бронштейн являлся специалистом в нескольких областях физики. Работая в Главной геофизической обсерватории Красной Армии в преддверии и в годы Великой Отечественной войны, он, занимаясь фундаментальными вопросами акустики, принимал участие в разработке звуковых локаторов, которые в годы войны эффективно использовались для борьбы с вражеской авиацией, а в блокадном Ленинграде в 1941 г. он защитил свою кандидатскую диссертацию. Наш университет лучше знает его как крупного специалиста в области физики поверхности.

На кафедре физической электроники было организовано 4 научные лаборатории: эмиссионной электроники, физики плазмы, физики высокоомных полупроводников и физики диэлектриков, возглавляемые такими крупными специалистами, как В.А. Извозчиков, Г.А. Бордовский, Б.А. Тазенков, В.М. Гольдфарб. На базе этих лабораторий выросли целые научные школы, известные не только в России, но и во всем мире. Научные разработки сотрудников кафедры внесли огромный вклад в развитие как фундаментальной, так и прикладной науки нашей страны.

Очень многое было сделано в созданной Иоганном Моисеевичем лаборатории эмиссионной электроники. С его легкой руки в нашем институте стали изготавливать сложнейшие сверхвысоковакуумные приборы, аналогов которым не было в мире, разрабатывались и реализовывались уникальные эксперименты и технологии, получившие мировое признание.

В области теории вторично-эмиссионных явлений И.М. Бронштейн до сих пор остается бесспорным мировым авторитетом, а монография И.М. Бронштейна и Б.С.Фраймана «Вторичная электронная эмиссия» остается настольной книгой тех, кто занимается теорией эмиссионных свойств и разработкой электронно-лучевых технологий.

Основные достижения кафедры по исследованию сегнетоэлектрических явлений связаны с именем профессора, доктора физико-математических наук Эрика Викторовича Бурсиана, который возглавил кафедру в 1978 году.

В рамках созданной им лаборатории по изучению физики сегнетоэлектриков было организовано проведение выдающихся экспериментальных работ в этом направления, которые по достоинству были оценены большинством отечественных и зарубежных ученых. При этом и другие научные направления кафедры продолжали активно развиваться. Э.В.Бурсиан активно способствовал созданию и развитию учебных курсов, ориентированных на внедрение компьютерных технологий, обеспечивая им как организационную, так и научно методическую поддержку.

На кафедре также были развернуты масштабные исследования оптоэлектронных процессов в высокоомных неупорядоченных кристаллических и стеклообразных полупроводниках, проводимых в лаборатории высокоомных полупроводников под руководством академика РАО, доктора физ.-мат. наук, профессора Бордовского Г.А. В частности, одно из основных направлений исследований лаборатории – изучение процессов переноса и накопления зарядов в системе фотоэлектрически активных материалов класса халькогенидных стекол – является современным развивающимся научным направлением решения задач теоретического и практического характера.

С 1998 до 2018 года заведующим кафедрой физической электроники был профессор, доктор физико-математических наук Самуил Давидович Ханин. Под его руководством была создана новая лаборатория компонентов и материалов твердотельной электроники, которая объединилась с лабораторией физики сегнетоэлектриков.Новым направлением научной работы стало исследование электронных процессов в сильно неупорядоченных системах, в частности электронно- и ионно-стимулированных явлений в слоях оксидов переходных металлов а также фазовых переходов «металл — диэлектрик» и «металл-полупроводник» в поликристаллических и аморфных оксидах переходных металлов. Результаты этих исследований находятся на переднем крае физики структурно-разупорядоченных и сильно неоднородных материалов в части представлений о процессах в электронной и атомно-ионной системах и их взаимосвязи.

Перспективными направлениями развития кафедры являются: разработка учебных программ по фундаментальным основам современных наукоемких технологий, материально-технического обеспечения их реализации, дальнейшее продвижение научно-образовательного проекта для учащихся и учителей физики Санкт-Петербурга и Ленинградской области «Современные достижения науки и техники» .
 

В 2018 году кафедру возглавил доктор физ.-мат. наук, профессор  Александр Владимирович Колобов. Научные интересы А.В. Колобова включают аморфные и стеклообразные полупроводники, фазопеременные материалы, оптическая и электронная (энергонезависимая) память на фазопеременных материалах, двумерные полупроводники, использование синхротронного излучения для анализа структуры материалов, расчеты из первых принципов. А.В. Колобов автор первой в мировой литературе монографии по двумерным халькогенидам переходных металлов (Springer, 2016).
 

Основные публикации

Монографии и сборники

- A.V. Kolobov (ed.), Photo-induced Metastability in Amorphous Semiconductors, 412p., Wiley-VCH, 2003
- A.V. Kolobov & J. Tominaga, Chalgogenides: Metastability and Phase-change phenomena, 284p., Springer, 2012
- A.V. Kolobov & J. Tominaga, Two-dimensional Transition-metal Dichalcogenides, 538p, Springer, 2016
- A.V. Kolobov (Guest editor), Festschrift in honour of Boris. T. Kolomiets, Physica Status Solidi (b), 246 (8), 2009
- А.V. Kolobov (Guest editor), Festschrift in honour of Stanford. R. Ovshinsky, Physica Status Solidi (b), 249(1), 2011
- D. Darbold, S.N. Taraskin, A.V. Kolobov (Guest editors), Festschrift in honour of Stephen R. Elliott, Physica Status Solidi (b), 250 (5) 2013

 Оригинальные статьи

1. A.V. Kolobov and O. V. Konstantinov. Urbach rule in the configuration coordinate model of amorphous semiconductors. Philos. Mag. B, 40 (1979) 475–481
2. В.Л. Аверьянов, А.В. Колобов, Б.Т. Коломиец, В.М. Любин. Термооптические переходы при фотоструктурных превращениях в халькогенидных стеклообразных полупроводниках. Письма ЖЭТФ, 30 (1979) 584–587
3. A.V. Kolobov, B. T. Kolomiets, O. V. Konstantinov, and V. M. Lyubin. A model of photostructural changes in chalcogenide vitreous semiconductors. 1. theoretical considerations. J. Non-Cryst. Solids, 45 (1981) 335–341-
4. Г.Е. Бедельбаева, А.В. Колобов. О механизме фотодиффузии цинка в халькогенидных стеклообразных полупроводниках. ФТТ, 32 (1990) 2141–2143-
5. С.А. Гуревич, А.В. Колобов, В.М. Любин. Применение маски As2S3-органический фоторезист для реактивного травления полупроводников АIIIВV, Письма ЖТФ, 18 (1992) 85–90-
6. А.V. Kolobov. On the origin of p-type conductivity in amorphous chalcogenides. J. Non-Cryst. Solids, 198 (1996) 728–731-
7. А.V. Kolobov, M. Kondo, H. Oyanagi, R. Durny, A. Matsuda, and K. Tanaka. Experimental evidence for negative correlation energy and valence alternation in amorphous selenium. Phys. Rev. B, 56 (1997) 485–488-
8. А.V. Kolobov, H. Oyanagi, K. Tanaka, and K. Tanaka. Structural study of amorphous selenium by in situ EXAFS: Observation of photoinduced bond alternation. Phys. Rev. B, 55 (1997) 726-734-
9. A.V. Kolobov, M. Kondo, H. Oyanagi, A. Matsuda, and K. Tanaka. Negative correlation energy and valence alternation in amorphous selenium: An in situ optically induced ESR study. Phys. Rev. B, 58 (1998)12004-12010-
10. V.V. Poborchii, A.V. Kolobov, J. Caro, V.V. Zhuravlev, and K. Tanaka. Dynamics of single selenium chains confined in one-dimensional nanochannels of AlPO4-5: Temperature dependencies of the first-and second-order raman spectra. Phys. Rev. Lett., 82 (1999)1955–1958-
11. A.V. Kolobov. Raman scattering from Ge nanostructures grown on Si substrates: Power and limitations. J. Appl. Phys., 87 (2000) 2926–2930-
12. A.I. Frenkel, A.V. Kolobov, I. Robinson, J. Cross, Y. Maeda, and C. Bouldin. Direct separation of short range order in intermixed nanocrystalline and amorphous phases. Phys. Rev. Lett., 89 (2002) 285503-
13. A.V. Kolobov, P. Fons, A. Frenkel, A. Ankudinov, J. Tominaga, and T. Uruga. Understanding the phase-change mechanism of rewritable optical media. Nature Mater., 3 (2004) 703–708-
14. A. V. Kolobov, J. Haines, A. Pradel, M. Ribes, P. Fons, J. Tominaga, Y. Katayama, T. Hammouda, and T. Uruga. Pressure-induced site-selective disordering of Ge2Sb2Te5: A new insight into phase-change optical recording. Phys. Rev. Lett., 97 (2006) 035701  
15. M. Krbal, A. V. Kolobov, J. Haines, P. Fons, C. Levelut, R. L. Parc, M. Hanfland, J. Tominaga, A. Pradel, and M. Ribes. Initial structure memory of pressure-induced changes in the phase-change memory alloy Ge2Sb2Te5. Phys. Rev. Lett., 103 (2009)115502  
16. R. E. Simpson, M. Krbal, P. Fons, A. V. Kolobov, J. Tominaga, T. Uruga, and H. Tanida. Toward the ultimate limit of phase change in Ge2Sb2Te5. Nano. Lett., 10 (2010) 414–419  
17. A. V. Kolobov, M. Krbal, P. Fons, J. Tominaga, and T. Uruga. Distortion-triggered loss of long-range order in solids with bonding energy hierarchy. Nature Chem., 3 (2011) 311–316  
18. R. E. Simpson, P. Fons, A. V. Kolobov, T. Fukaya, M. Krbal, T. Yagi, and J. Tominaga. Interfacial Phase-Change Memory. Nature Nanotech., 6 (2011) 501–505-
19. J. Tominaga, Y. Saito, K. Mitrofanov, N. Inoue, P. Fons, A.V. Kolobov, H. Nakaura, N. Miyata, A magnetoresistance induced by a nonzero Berry phase in GeTe/Sb2Te3 chalcogenide superlattices, Adv. Functional Mater. 27 (2017) 1702243
20. Kolobov A.V. et al.; TERAHERTZ GENERATION MEASUREMENTS OF MULTILAYERED GETE-SB2TE3 PHASE CHANGE MATERIALS /  Makino K., Kato K., Saito Y., Fons P., Kolobov A.V., Tominaga J., Nakano T., Nakajima M. Optics Letters. 2019. Т. 44. № 6. С. 1355-1358