أوليغ لوسيف

كان أوليغ فلاديميروفيتش لوسيف (يكتب أحيانًا Lossev أو Lossew باللغة الإنجليزية؛ بالروسية : Оле́г Влади́мирович Ло́сев ؛ 10 مايو 1903 - 22 يناير 1942) عالمًا ومخترعًا روسيًا وسوفيتيًا ^{[ 1 ]} قام باكتشافات مهمة في مجال وصلات أشباه الموصلات والصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).

على الرغم من أنه لم يُكمل تعليمه النظامي ولم يشغل منصبًا بحثيًا، فقد أجرى لوسيف بعضًا من أوائل الأبحاث في مجال أشباه الموصلات ، حيث نشر 43 بحثًا وحصل على 16 " شهادة تأليف " (النسخة السوفيتية من براءات الاختراع) لاكتشافاته. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} لاحظ انبعاث الضوء من وصلات التلامس النقطية المصنوعة من كربيد السيليكون، وقام ببناء ثنائي باعث للضوء (LED)، وأجرى أول بحث عليها، واقترح أول نظرية صحيحة لكيفية عملها، واستخدمها في تطبيقات عملية مثل الإضاءة الكهربائية . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} استكشف المقاومة السالبة في وصلات أشباه الموصلات، وكان أول من استخدمها عمليًا للتضخيم، حيث بنى أول مضخمات الحالة الصلبة ، والمذبذبات الإلكترونية ، وأجهزة استقبال الراديو فائقة التغاير ، وذلك قبل 25 عامًا من اختراع الترانزستور . ^{[ 4 ] [ 5 ]} ومع ذلك، تم تجاهل إنجازاته، وظلت مجهولة لمدة نصف قرن قبل أن يتم الاعتراف بها في أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.

وُلد لوسيف في عائلة نبيلة في مدينة تفير بروسيا. ^{[ 1 ]} كان والده نقيبًا متقاعدًا في الجيش الإمبراطوري القيصري، وعمل في مكتب مصنع عربات تفيرسكوي فاغونوسترويتيلني زافود (مصنع عربات تفيرسكي)، وهو مصنع محلي لعربات السكك الحديدية. ^{[ 1 ] [ 2 ]} تخرج لوسيف من المدرسة الثانوية عام 1920. ^{[ 1 ]}

في تلك الحقبة من التاريخ الروسي، بعد ثلاث سنوات من الثورة البلشفية ، وخلال اضطرابات الحرب الأهلية الروسية ، كان الانتماء إلى عائلة من الطبقة العليا عائقًا أمام التعليم العالي والترقي الوظيفي. ^{[ 2 ] [ 3 ]} التحق لوسيف بالعمل كفني في مختبر نيجني نوفغورود للراديو (NNRL) الذي أُنشئ حديثًا، وهو أول مختبر لعلوم الراديو تابع للحكومة السوفيتية الجديدة، ويقع في نيجني نوفغورود ، حيث عمل تحت إشراف فلاديمير ليبيدينسكي . ^{[ 1 ] [ 3 ]} ورغم أنه تمكن من حضور بعض المحاضرات، إلا أنه ظل طوال حياته عالمًا عصاميًا لم يُكمل تعليمه الجامعي، ولم يحظَ بدعم أي متعاون أو فريق بحثي، ولم يشغل منصبًا أعلى من فني. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ومع ذلك، فقد تمكن من إجراء أبحاث أصيلة. انصبّ اهتمامه على كاشف البلورات ذي التلامس النقطي (كاشف شعيرات القط)، الذي استُخدم كمزيل تشكيل في أجهزة استقبال الراديو الأولى، وهي أجهزة راديو بلورية قبل تطوير أجهزة راديو الصمامات المفرغة التي تعمل بالطاقة في الحرب العالمية الأولى. ^{[ 2 ] [ 5 ]} كانت هذه الثنائيات شبه الموصلة البدائية أولى الأجهزة الإلكترونية شبه الموصلة ، وعلى الرغم من استخدامها على نطاق واسع، لم يكن يُعرف سوى القليل جدًا عن كيفية عملها. أصبح لوسيف أحد أوائل علماء فيزياء أشباه الموصلات في العالم. ^{[ 3 ]}

عندما أُغلقت نيجني نوفغورود عام ١٩٢٨، انتقل مع العديد من الباحثين إلى مختبر الراديو المركزي في لينينغراد ( سانت بطرسبرغ ). ^{[ ١ ]} وبدعوة من المدير أبرام يوف ، أجرى أبحاثًا في معهد يوف الفيزيائي التقني من عام ١٩٢٩ إلى عام ١٩٣٣. ^{[ ١ ] [ ٣ ]} وحصل في نهاية المطاف على درجة الدكتوراه من المعهد عام ١٩٣٨ دون إكمال أطروحة رسمية، لكن ذلك جاء متأخرًا جدًا ليفيد مسيرته المهنية. ^{[ ٢ ]} وبعد معاناة شديدة، اضطر لوسيف عام ١٩٣٧ إلى قبول وظيفة فني في قسم الفيزياء بمعهد لينينغراد الطبي الأول ( جامعة بافلوف الطبية الحكومية الأولى في سانت بطرسبرغ حاليًا ) ^{[ ٣ ]} ، وهي وظيفة لم تدعم اهتماماته البحثية، حيث استمر فيها حتى عام ١٩٤٢. ^{[ ١ ] [ ٢ ]}

توفي لوسيف جوعاً عام 1942، عن عمر يناهز 38 عاماً، مع العديد من المدنيين الآخرين، خلال حصار لينينغراد من قبل الألمان خلال الحرب العالمية الثانية. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} ولا يُعرف مكان دفنه. ^{[ 1 ]}

في أجهزة استقبال الراديو، كانت كواشف البلورات تُحَيَّز غالبًا بتيار مستمر من بطارية لزيادة حساسية مقوماتها. أثناء عمله كفني في نيجني نوفغورود حوالي عام ١٩٢٤، لاحظ لوسيف، أثناء بحثه في الوصلات المنحازة، أنه عند تمرير تيار مستمر عبر وصلة تلامس نقطية من كربيد السيليكون (الكاربورندوم)، تنبعث بقعة من الضوء الأخضر عند نقطة التلامس. ^{[ ٣ ]} كان لوسيف قد صنع ثنائيًا باعثًا للضوء (LED). ^{[ ٣ ]} على الرغم من أن هذا التأثير قد لاحظه المهندس البريطاني هنري جوزيف راوند من شركة ماركوني عام ١٩٠٧ ، إلا أنه لم ينشر سوى ملاحظة موجزة من فقرتين عنه. ^{[ ٦ ]} كان لوسيف أول من بحث في هذا التأثير، واقترح نظرية لكيفية عمله، وتصور تطبيقات عملية له. ^{[ ٣ ]} في عام ١٩٢٧، نشر لوسيف تفاصيل بحثه في مجلة روسية. ^{[ ٧ ]}

تُشكّل سلسلة المقالات التي نشرها لوسيف بين عامي 1924 و1941 حول الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) دراسةً شاملةً للجهاز. وقد أجرى أبحاثًا مُستفيضةً حول آلية انبعاث الضوء. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 8 ]} في ذلك الوقت، كانت النظرية السائدة حول وصلات التلامس النقطية هي أنها تعمل بتأثير كهروحراري، ^{[ 5 ]} ربما بسبب أقواس كهربائية مجهرية. قاس لوسيف معدلات تبخر البنزين من سطح البلورة، ووجد أنها لا تتسارع عند انبعاث الضوء، مُستنتجًا أن التلألؤ كان ضوءًا "باردًا" غير ناتج عن تأثيرات حرارية. ^{[ 5 ] [ 8 ]} وقد افترض بشكل صحيح أن تفسير انبعاث الضوء يكمن في علم ميكانيكا الكم الجديد ، ^{[ 5 ]} مُتكهنًا بأنه عكس التأثير الكهروضوئي الذي شرحه ألبرت أينشتاين عام 1905. ^{[ 2 ] [ 3 ]} وقد راسل أينشتاين بشأن ذلك، لكنه لم يتلقَّ ردًا. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

طوّر لوسيف مصدرًا ضوئيًا عمليًا من كربيد السيليكون الصلب، يُولّد الضوء عن طريق التألق الكهربائي . ^{[ 3 ] [ 7 ]} يُعدّ كربيد السيليكون شبه موصل ذو فجوة نطاق غير مباشرة ، ولذلك كان غير فعال للغاية كصمام ثنائي باعث للضوء، أقل كفاءة بكثير من مواد أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق المباشرة المستخدمة في مصابيح LED الحديثة، مثل نتريد الغاليوم . لم يرَ أحدٌ استخدامًا لهذه الأضواء الخضراء الضعيفة باستثناء لوسيف.

في عام 1951، نشر كورت ليهوفيتش وآخرون ورقة بحثية في مجلة Physical Review . تم الاستشهاد بأوراق لوسيف ولكن ظهر اسمه باسم Lossew. ^{[ 9 ]}

في عدد أبريل 2007 من مجلة Nature Photonics ، ينسب نيكولاي زيلوديف الفضل إلى لوسيف في اختراع الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) . ^{[ 3 ] [ 10 ]} وعلى وجه التحديد، حصل لوسيف على براءة اختراع "مرحل الضوء" ^{[ 11 ]} وتوقع استخدامه في الاتصالات السلكية واللاسلكية.

عند تطبيق جهد انحياز مستمر على كاشف شعيرات القطة ، بهدف زيادة حساسيته ككاشف في راديو بلوري ، كان يتذبذب تلقائيًا من حين لآخر ، مُنتجًا تيارًا متناوبًا بترددات الراديو. كان هذا تأثير مقاومة سالبة ، وقد لاحظه باحثون مثل ويليام هنري إيكلز ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} وجي دبليو بيكارد ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} حوالي عام 1909 ، لكن لم يُولَ اهتمام كبير له. في عام 1923، بدأ لوسيف البحث في هذه "البلورات المتذبذبة" واكتشف أن بلورات الزنكايت ( أكسيد الزنك ) المنحازة يمكنها تضخيم الإشارة ^{[ 4 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]. كان} لوسيف أول من استغل ثنائيات المقاومة السالبة عمليًا؛ فقد أدرك أنها يمكن أن تكون بدائل أبسط وأرخص للأنابيب المفرغة . ^{[ 1 ]} استخدم هذه الوصلات لبناء نسخ إلكترونية من المضخمات والمذبذبات وأجهزة استقبال الراديو ذات الترددات الراديوية المتغيرة (TRF) وأجهزة استقبال الراديو التجديدية ، بترددات تصل إلى 5 ميجاهرتز، وذلك قبل 25 عامًا من اختراع الترانزستور. ^{[ 20 ]} بل إنه بنى جهاز استقبال سوبر هيتروداين . ^{[ 20 ]} مع ذلك، لم تحظَ إنجازاته بالاهتمام الكافي نظرًا لنجاح تقنية الصمامات المفرغة . لم تدعمه السلطات السوفيتية، وكان من الصعب الحصول على بلورات الزنكيت لأنها كانت تُستورد من الولايات المتحدة. بعد عشر سنوات، تخلى عن البحث في هذه التقنية (التي أطلق عليها هوغو غيرنسباك اسم "كريستوداين" )، ^{[ 19 ]} وطواها النسيان. ^{[ 20 ]} 

تمت إعادة اكتشاف المقاومة السالبة في الثنائيات في عام 1956 في ثنائي النفق ، واليوم تُستخدم ثنائيات المقاومة السالبة مثل ثنائي غان وثنائي إمبات في مذبذبات ومضخمات الميكروويف، وهي من أكثر مصادر الميكروويف استخدامًا على نطاق واسع .

• نسخة طبق الأصل من "مرحل الضوء" وبراءات اختراع أخرى لأوليغ لوسيف - من مدونة براءات الاختراع الروسية