Už ką „Hitachi“ turėtų padėkoti Lietuvai

Kompanijos „Hitachi“ sukurta filmavimo kamera tokia gera, kad net išjungus šviesą patalpoje ji ir toliau gali ryškiai ir aiškiai filmuoti daiktus – netgi dar kokybiškiau negu lempų šviesoje. „Šis efektas turi tokią savybę – kuo mažesnis pašalinis krūvis, tuo geriau rodo“, – sako prof. K. Arlauskas.

Vaizdo kamera, sukurta 1995 m., puikiausiai geba 3 km gylyje filmuoti vandenyne plaukiojančias žuvis arba iš labai arti parodyti mūsų kraujagysles. Už šį savo išradimą japonai turėtų dėkoti lietuviams. Vaizdo kameroje naudojamas amorfinis selenas, kurio reikiamas savybes pirmieji nustatė Vilniaus universiteto mokslininkai.

„Amorfinio seleno efektą pastebėjome dar 1978 m. Japonai pakartojo, galima sakyti, patikrino mūsų rezultatus, 1988 m., o 1995 m. „Hitachi“ sukūrė šią vaizdo kamerą, – teigia K. Arlauskas. – Nuo tyrimo iki pritaikymo praėjo 17 metų. Jei kas galvoja, kad su mokslu yra taip – šiandien pagaminai, o rytoj jau valgai, – tai taip nebūna.“

Minėta vaizdo kamera – tik vienas pavyzdžių, kaip gali praversti netvarkios sandaros medžiagų tyrimai, kuriais užsiima profesoriai G. Juška, K. Arlauskas ir mokslų daktaras K. Genevičius. Dabar elektronikoje dažniausiai naudojami puslaidininkiai – medžiagos, pasižyminčios elektriniu laidumu. Pavyzdžiui, mikroelektronikoje dažniausiai naudojami puslaidininkiai yra silicio kristalai, kuriuos galima aptikti, pavyzdžiui, sparčiai populiarėjančiuose saulės elementuose. Kristalai yra tvarkios sandaros medžiagos – atomai juose išsidėstę tvarkingai. Be to, juos nesunkiai galima apskaičiuoti bei prognozuoti jų elgseną.

Netvarkios sandaros medžiagose atomai juda chaotiškai, todėl juos tyrinėti daug sunkiau, tačiau pastaruoju metu ir tokias medžiagas bandoma pritaikyti elektronikoje, kaip tai padarė minėtoji japonų kompanija, pritaikiusi amorfinį seleną vaizdo kamerai. Dėl šios priežasties labai svarbus mokslininkų darbas, tyrinėjant įvairias netvarkias medžiagas. Lietuviai tai ir daro, sulaukdami pripažinimo visame pasaulyje.

„Visos medžiagos yra netvarkios, išskyrus kristalus. [...] Pavykus aprašyti kristale vykstančio elektronų elgesio dinamiką, 1956 m. Nobelio premija buvo apdovanoti Johnas Bardeenas, Williamas Shockley ir Walteris Brattainas, kurie sukūrė tranzistorių. Nuo tada visa vakuuminė elektronika staigiai „persivertė“ į puslaidininkių elektroniką, kuri dabar labai išvystyta“, – teigia G. Juška.

Jo kolega K. Genevičius sako, kad tyrinėti kristalus kur kas paprasčiau nei kitas medžiagas, nes kristaluose atomai išsidėstę tvarkingai. Kita vertus, įvertinti, kas vyksta amorfinėse medžiagose, gana sudėtinga, todėl elektronikoje daugiausia naudojamos kristalinės medžiagos. „Tačiau gamta ir gyvybė yra ne kristaluose. Kristalais gamta nesinaudoja“, – teigia G. Juška.

1977 m. už elektronų procesų aprašymą netvarkioje medžiagoje Nobelio fizikos premija apdovanoti Philippas Warrenas Andersonas ir Nevillis Francis Mottas. G. Juška kaip amorfinės medžiagos pavyzdį pateikia stiklą, kuris yra netvarkus kūnas – atomai nėra tvarkingai išsidėstę. Iš pradžių amorfinės medžiagos naudotos rentgenografijoje, elektrografijoje, videokamerų kūrime. Tam naudotas amorfinis selenas. Alanas Heegeris, Alanas MacDiarmidas ir Hidekis Shirakawa už laidžių organinių medžiagų atradimą 2000 m. gavo Nobelio premiją. Šis atradimas padėjo vystytis organinei elektronikai. Šiuo metu jau vystoma bioelektronika.