Научная и педагогическая
деятельность
Дмитрия Николаевича Наследова.
Предлагаемая
вниманию читателя статья - несколько сокращенный вариант статьи с тем же
названием, опубликованной в изданном ФТИ им. А.Ф. Иоффе и СПбГПУ сборнике,
посвященном столетию со дня рождения Д.Н. Наследова.
(Примечание редактора)
Дмитрий Николаевич
Наследов родился 12 августа 1903 года в Киеве. Его родители – Николай Алексеевич,
по происхождению донской казак, и Наталья Николаевна (в девичестве Каменская),
дворянка – были родом из Ростова-на-Дону. В Киев они перебрались в 1896
году после того как Николай Алексеевич за участие в революционных кружках
в 1894 году был выслан жандармерией за пределы Донской области. Николай
Алексеевич работал корректором в типографиях Киева и Ленинграда, а Наталья
Николаевна, будучи домохозяйкой, иногда давала уроки музыки. Оба они умерли
в 1942 году в блокадном Ленинграде.
Учился
Дмитрий Николаевич в Киевской гимназии Общества родителей и преподавателей,
которую закончил (7 классов) в 1920 году. В 1920 - 1921 годах он служил
в Батальоне связи Киевского Укрепленного района, оттуда в 1921 году был
командирован на учебу в вуз. В 1921 году. Дмитрий Николаевич поступил
в Киевский политехнический институт на химический факультет. Однако из-за
большой тяги к физико-математическим наукам перевелся в Киевский институт
народного образования (бывший и будущий университет) на физическое отделение
физико-математического факультета.
Уже на последнем
курсе он начал заниматься научно-исследовательской работой под руководством
профессоров Г.Г. де Метца и Л.И. Кордыша (1878-1932). И до окончания института
успел выполнить две самостоятельные научные работы: ''Попытка объяснения
природы земного магнетизма'' и ’’Zum Quantentheorie des normalen photoelectrischen
Effects’’. Вторая работа была опубликована в журнале Physikalische Zeitschrift,
1927, В.28, №3, стр.149-151.
В
1924 году Дмитрий Николаевич закончил институт по специальности преподавателя
физико-математических наук. С 1925 года он начал работать в Киевском рентгеновском
институте, где последовательно занимал должности: рентгенофизика физического
отдела, старшего физика (1927), заведующего лабораторией дозиметрии рентгеновских
лучей (1928-1930), в 1929-1930 годах был ученым секретарем института.
Педагогическая
деятельность Дмитрия Николаевича практически началась также в стенах Рентгеновского
института. Здесь он читал (1926-1928) для сотрудников лекции по физике
рентгеновских лучей и руководил аспирантами. Здесь он преподавал (1929)
электрофизику на курсах повышения квалификации врачей – физиотерапевтов.
В это же время Д.Н. Наследов работает по совместительству в Украинской
метеорологической службе ассистентом в лаборатории по изучению радиоактивности
почв и вод Украины и Киева (до 1 февраля 1926 года). С октября 1927 года
Дмитрий Николаевич работает по совместительству сначала ассистентом, затем
доцентом на кафедре физики Института народного образования, где проводит
семинары (упражнения по решению задач) по теоретической и экспериментальной
физике. В 1928 г. он избирается заместителем физико-математической предметной
комиссии.
В
Рентгеновском институте Д.Н. Наследов выполнил 15 научных работ в области
спектроскопии рентгеновских лучей, ионизации твердых диэлектриков рентгеновскими
лучами, дозиметрии рентгеновских лучей и электропроводности твердых тел.
Эти работы были напечатаны (1925-1930) в советских и иностранных журналах.
Для краткости назовем лишь названия журналов: Журнал Русского физико-химического
общества, Успехи физических наук (2 статьи), Вестник рентгенологии и радиологии,
Украинские физические записки, Physikalische Zeitschrift (2), Zeitschrift
fur Fhysik (3), Annalen der Physik (3),. Strahlentherapie (2). Эти работы
в течении 1925-1930 годов Дмитрий Николаевич докладывал и на ряде научных
съездов физиков-рентгенологов.
Летом 1930 года
в Одессе состоялся 1 Всесоюзный съезд физиков, на который съехались ученые
из Москвы, Ленинграда и других городов страны, а также из-за рубежа. Группа
молодых физиков из Киева не была случайным явлением. Обычно академик А.Ф.
Иоффе (1880-1960) использовал съезды для приглашения в свой институт талантливых
ученых. Так, в частности, после четвертого съезда русских физиков в Ленинграде
(1924) он пригласил в Физтех бакинца Кирилла Дмитриевича Синельникова (1901-1966),
а через него и другого бакинца, еще одного сотрудника профессора Семена
Николаевича Усатого, Игоря Васильевича Курчатова (1903-1960). На этот раз
А.Ф. Иоффе заранее послал в Киев Я.И. Френкеля (1894-1952) и Н.Н. Семенова
(1896-1986) на «смотрины».
Вот как об этом
событии рассказывал в 1978 году один из членов группы Анатолий Петрович
Александров (1903-1994), академик, президент АН СССР: « …в Одессе проходил
Всесоюзный съезд физиков. Вся наша группа, работавшая в Киевском рентгеновском
институте, получила на него приглашение. В нее тогда входили профессор
Киевского университета Д.Н. Наследов и два студента – В.М. Тучкевич (будущий
академик и директор ЛФТИ) и я. В Одессе мы подробно рассказали А.Ф.Иоффе
о работах, проводимых нами»
Сразу
после съезда Абрам Федорович пригласил в Ленинград на работу в ФТИ четырех
молодых физиков из Киева: Д.Н. Наследова, А.П. Александрова, В.М. Тучкевича
(1904-1997) и П.В. Шаравского. Здесь уместно привести известное в те годы
в кругах физиков стихотворение Жени Крикулькиной (Евгении Николаевны Кансгиссер,
в последствии леди Пайерлс): «Не хватайте с неба звезды, не ищите мест
ведь физические съезды – ярмарки невест». В ее случае стихи оказались пророческими.
В 1931 году она вышла замуж за Рудольфа Пайерлса (1907-1995).
С 15 сентября
1930 года Дмитрий Николаевич одновременно работает старшим инженером-физиком
в Физико-Техническом институте и доцентом на кафедре физики Физико-механического
института. Приказом ВСНХ от 25 апреля 1930 года на базе Политехнического
института были организованы отраслевые институты: Гидротехнический, Физико-механический,
Котлотурбинный, Металлургический, Машиностроительный, Электромеханический
и Электросварочный. Постановлением Совнаркома СССР от 11 января 1934 года
отраслевые институты объединились в единый Ленинградский Индустриальный
институт. И только 10 ноября 1940 года Указом Президиума Верховного Совета
СССР Индустриальному присвоено прежнее наименование «Ленинградский Политехнический
институт имени М.И. Калинина».
Не
прошло и полгода как Дмитрий Николаевич стал руководителем лаборатории
электрических явлений (с 13 февраля 1931 года) и заместителем директора
по научной части ( с 1 июля 1931 года по 1 мая 1932 года.) в ГФТИ, а также
заведующим отделением общей физики (с 1 марта 1931 года). С 1932 по 1934
год – он уже заместитель заведующего кафедрой физики и начальник научно-исследовательского
сектора Физико-механического института.
В период с 1931
по 1932 год Д.Н. Наследов выполняет большую организационную работу по использованию
солнечной энергии в Средней Азии. В связи с этим он дважды откомандировывался
в Ташкент и Самарканд, где выполнял работу по созданию Гелиотехнического
института. В результате в Самарканде был открыт Среднеазиатский гелиотехнический
институт.
В
1931-1932 годах в Физико-техническом институте было создано новое направление
– физика полупроводников, которым занялись А.Ф. Иоффе, Д.Н. Наследов, П.В.
Шаравский, В.П. Жузе, Ю.П. Маслаковец, Б.Т. Коломиец и др. Д.Н. Наследов
с сотрудниками начал изучать электропроводность и фотопроводимость закиси
меди – первого классического полупроводника, а также создавать и изучать
фотоэлементы и выпрямители на его основе. Результаты этих работ были изложены
в 15 статьях, опубликованных в 1931-1939 годах в ЖЭТФ ( правопреемник физической
серии Журнала Русского физико-химического общества), ЖТФ, Physikalisсhe
Zeitschrift der Sowjetunion и Изв.ВЭТА. Отдельные результаты опубликованы
в журналах Journal Scientific Instruments, Die Naturwissenshaften,. Nature.
Статья в Nature «Поведение электронов и дырок в закиси меди» написана в
соавторстве с А.Ф. Иоффе.
В 1934 году постановлением
Совета Народных Комиссаров СССР от 13 января были введены ученые степени
и звания. В связи с этим научным сотрудникам и преподавателям высших учебных
заведений, имеющим большое число опубликованных работ, начали присуждать
ученые степени и присваивать ученые звания. В 1935 году ЛФТИ представил
Д.Н. Наследова к ученой степени кандидата физико-математических наук и
к званию действительного члена ЛФТИ, а Ленинградский индустриальный институт
– к ученому званию профессора без защиты докторской диссертации.
Много
сил и энергии отдавал Дмитрий Николаевич общественной работе. С 1931 по
1935 год он – председатель секции на-учных работников ФТИ, с 1935 по 1937
год – председатель месткома, секретарь Бюро Всесоюзной сквозной бригады
по полупроводникам (председатель – академик А.Ф. Иоффе); уполномоченный
по созыву Международной конференции по полупроводникам, которая состоялась
в сентябре 1933 года.
Из Физико-технического
института в 1937 году Д.Н. Наследов ушел в НИИ №8 Наркомата оборонной промышленности,
где руководил лабораторией №16 по 1939 год. В 1939 году он перешел на основную
работу в Военную электротехническую академию – заведующим кафедрой физики.
С этого времени он зачисляется в кадры Красной Армии.
В ВЭТА Д.Н. Наследов
продолжает заниматься той же проблемой, что и в ЛФТИ, только объектами
исследования стали второй классический полупроводник – селен, селеновые
фотоэлементы и выпрямители, а также таллофидные фотосопротивления. В 1940
году Дмитрий Николаевич защищает докторскую диссертацию «Электрические
свойства полупроводников».
С 1941 года,
находясь в эвакуации с ВЭТА в Томске, он интенсивно продолжает свои исследования.
В результате в 1941-1946 годах им совместно с сотрудниками было выполнено
и опубликовано в Изв. ВЭТА, Трудах ВЭТАС и ЖТФ 17 научных работ.
Можно без преувеличения
сказать, что работы Д.Н. Наследова – исследования влияния примесей, электрического
поля, света, давления и других факторов на электрические свойства селена,
установление существования электронно–дырочного перехода в селеновых выпрямителях
и изучение свойств этих переходов – явились фундаментом как последующих
научных исследований по селену, так и для развития техники, с представителями
которой Д.Н. Наследов поддерживал теснейшие контакты до конца своей жизни.
В
1947 году Дмитрий Николаевич был демобилизован из Советской Армии и назначен
на должность заместителя директора ФТИ, которую он занимал до 1957 года.
В 1950 году
в Физико-техническом институте Н.А. Горюнова и А.Р. Регель с сотрудниками
открыли, что соединения элементов III и V группы (А3 В5)
Периодической системы Менделеева – ближайшие бинарные аналоги германия
и кремния также являются полупроводниками. Оказалось, что свойства нового
класса полупроводников очень перспективны для практического использования.
Поэтому они сразу приковали к себе внимание исследователей всего мира.
В Физико-техническом
институте широкомасштабную работу по выращиванию кристаллов, комплексному
изучению физико-химических и физических свойств и созданию приборов на
основе полупроводников А3 В5 возглавил Д.Н. Наследов.
Уже в 1956 году в ФТИ
была защищена первая диссертация по полупроводникам А3 В5,
выполненная под его руководством, - кандидатская диссертация А.Ю. Халилова:
«Электрические свойства InSb и InAs». В его лаборатории были разработаны
технологии выращивания монокристаллов антимонида индия, арсенида галлия,
арсенида индия и твердых растворов арсенида галлия - арсенида индия. При
этом чистота кристаллов антимонида индия была наивысшей в мире, а подвижность
электронов в них – рекордной. Электрические свойства кристаллов антимонида,
арсенида и фосфида индия, а так же арсенида галлия исследованы до гелиевых
температур. В этих кристаллах были открыты существование примесной зоны,
отрицательное магнитосопротивление и непараболичность зоны проводимости,
т.е. зависимость эффективной массы электронов от их концентрации.
Исследования
электрических, оптических, термоэлектрических, фотомагнитных, фотоэлектрических,
люминесцентных свойств кристаллов А3 В5 и электронно-дырочных
переходов на их основе не только привели к важным физическим результатам,
но и позволили создать фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии
с высоким КПД, высокочувствительные приемники излучения для различных областей
спектра, туннельные диоды.
Работы Д.Н. Наследова
по физике полупроводников получили мировое признание. За участие в фундаментальных
исследованиях, приведших к созданию полупроводникового квантового генератора,
ему в 1964 году была присуждена Ленинская премия. В 1974 году он был удостоен
звания лауреата Государственной премии СССР.
Дмитрий
Николаевич был участником и организатором крупнейших международных конгрессов
по полупроводникам, членом редколлегии научных журналов, почетным членом
французского физико-химического общества, членом-корреспондентом Академии
наук и литературы в Майнце (ФРГ).
Д.Н. Наследов
создал научную школу в области физики и техники полупроводников. Ученики
Дмитрия Николаевича работают по всему бывшему Советскому Союзу, возглавляя
институты, лаборатории, кафедры, научно-технические и промышленные разработки
в области полупроводников. В частности, В.Я. Шевченко (родился в 1941 году),
действительный член Российской Академии наук, с 1998 года возглавляет Институт
Химии Силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН; Г.Б. Абдулаев (1918-1993), член-корреспондент
АН СССР возглавлял Институт физики Академии наук Азербайджанской ССР с
1954 по 1993 год, а с 1970 по 1983 год был президентом этой академии. В
ФТИ им. А.Ф. Иоффе и СПбГПУ и сегодня работают его бывшие аспиранты и соискатели
В ФТИ это – доктора физико-математических наук: заведующий Лабораторией
инфракрасной оптоэлектроники Ю.П. Яковлев; главный научный сотрудник М.П.
Михайлова; ведущие научные сотрудники: А.А. Гуткин, Ю.А. Гольдберг, А.Н.
Именков, С.В. Слободчиков; кандидаты физико-математических наук, научные
сотрудники: Т.И. Воронина, Т.Н. Данилова, В.В. Евстропов, Н.В. Зотова,
Г.В. Ильменков, Н.М. Колчанова, Т.С. Лагунова, Т.В. Львова, И.К. Полушина,
Е.А. Поссе, В.Е. Седов, М.А. Сиповская, Н.Н. Смирнова, Г.Н. Талалакин.
В СПбГПУ это – доктора физико-математических наук, профессора: А.Г. Дмитриев,
Ф.П. Кесаманлы, В.Г. Сидоров; кандидаты физико-математических наук, доценты:
Л.Д. Неуймина и Б.П. Попов.
Д.Н.
Наследов был не только выдающимся ученым, организатором науки и создателем
школы в области физики полупроводников, но и блестящим лектором и педагогом.
С 1930 года он преподавал, а с 1937года и до последнего дня своей жизни
еще и возглавлял кафедру экспериментальной физики Ленинградского политехнического
института. С 1949 по 1956 год одновременно был и деканом физико-механического
факультета. На протяжении всей своей педагогической деятельности Д.Н. Наследов
уделял много внимания организации и совершенствованию учебного процесса
в высшей технической школе.
Перу Дмитрия Николаевича
Наследова принадлежат ряд учебных пособий, а также несколько статей, посвященных
методике преподавания физики. Особый интерес представляет его выступление
на совещании работников кафедр физики ленинградских втузов в июне 1946
года. Когда читаешь текст этого выступления, то кажется, что он составлен
в наши дни. Поставленные в нем проблемы (о роли курса физики в подготовке
инженеров; о числе часов, отводимых физике в учебных планах; о материальном
обеспечении физического кабинета для лекционных демонстраций и учебной
лаборатории; о восстановлении должностей лекционных ассистентов и должностей
механиков) злободневны и сегодня. Приведем из него несколько выдержек.
«Физика
перестала быть только общеобразовательным предметом в высших технических
заведениях. Жизнь требует, чтобы физика заняла передовое и почетное место
среди специальных дисциплин, формирующих будущих пециалистов-техников….
Мы считаем,
что число учебных часов по физике должно быть увеличено до 320 на первых
четырех семестрах. При этом на лекционный курс нужно выделить 180 часов,
а остальное время распределить между упражнениями и лабораторными занятиями.
Только в этом случае преподавание физики удается поднять на должную высоту…
Важность и
необходимость лекционного ассистента не требует доказательств; ассистента-специалиста
с высшим образованием никак не может заменить лаборант.
Мы считаем,
что институт лекционных ассистентов должен быть восстановлен, в их педагогическую
нагрузку следует включить и постановку опытов. Таким путем мы сможем обеспечить
наши лекции хорошо поставленными опытами…
Нам нужно
перестроить физические лаборатории так, чтобы работа студентов в них обеспечила
в полной мере не только усвоение всего, что профессор читает на лекциях,
но и подготовила их к работе в специальных лабораториях. А это означает
широкое пополнение физических лабораторий новым оборудованием, оснащение
их действительно новой аппаратурой и методикой измерений и всемерное содействие
созданию в каждом втузе своей мастерской, изготовляющей несложные приборы
и выполняющей различные механические работы…
Министерству
высшего образования следует восстановить институт механиков, каждая кафедра
физики должна иметь механика высокой квалификации и небольшую механическую
мастерскую.»
Его лекции по
физике, широта и смелость научных взглядов, высокий дар научного предвидения
оказали решающее влияние на выбор жизненного пути многих известных физиков.
В
1973 году по инициативе Д.Н. Наследова была начата модернизация учебной
физической лаборатории, которая завершилась в 1976 году, через год после
смерти. Модернизированный лабораторный практикум ЛПИ снова стал одним из
лучших в стране и мире. Он был высоко оценен отечественными и зарубежными
специалистами и удостоен диплома 1 степени ВДНХ СССР в 1979 году. Во многих
вузах нашей страны началась модернизация учебных лабораторий физики с учетом
опыта ЛПИ.
Научная, педагогическая
и общественная деятельность Дмит-рия Николаевича получила высокую оценку.
Он был награжден орденами Ленина (1953), Красной Звезды (1944) и многими
медалями. В 1964 году ему было присвоено звание «Заслуженный деятель науки
и техники РСФСР».
Умер Дмитрий Николаевич
8 января 1975 года скоропостижно, от ишемической болезни сердца. В истории
физики он оставил глубокий след как один из создателей современной физики
и техники полупроводников, а в памяти учеников как мудрый и заботливый
учитель.