Научно-биографический очерк



Скачать 139.05 Kb.
Дата16.12.2012
Размер139.05 Kb.
ТипДокументы
НАУЧНО-БИОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Камиль Ахметович Валиев родился 15 января 1931г в дер. Верхний Шандер Таканышского (теперь Мамадышского) района Татарской АССР в крестьянской семье. В 1940г семья переехала в пос. Горный Саратовской обл., где К.А. Валиев в 1949г окончил среднюю школу. В этом же году он поступил на физико-математический факультет одного из старейших в стра­не Казанского государственного университета. Специализиро­вался К.А.Валиев по теоретической физике у профессора С.А.Альтшулера.

Первая научная работа К.А. Валиева, опубликованная в "Ученых записках КГУ" (1955г), содержала вычисления энер­гии высокочастотного поля, поглощаемой проводящим (метал­лическим) цилиндром, помещенным в это поле.

Кандидатская диссертация К.А.Валиева была посвящена тео­рии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах парамагнит­ных атомов (1958г), в которой он исследовал частоты, интенсив­ности и ширины линий ядерного магнитного резонанса на ядрах парамагнитных атомов. Выяснилось, что наличие в атоме элект­ронного спина приводит к увеличению как частоты перехода, так и матричного элемента ядерных магнитных дипольных перехо­дов. Оба эффекта обусловлены полем электронного спина атома на его ядре, значительно превышающим внешнее, постоянное или переменное поля. Предсказание эффекта усиления сигнала ЯМР за счет присутствия в атоме электронного спина, позволяющего наблюдать ЯМР на ядрах парамагнитных атомов, явилось основным результатом кандидатской диссертации К.А.Валиева.

В 1958-1959гг С.А.Альтшулер и К.А.Валиев выполнили теоретические работы по исследованию электронной спин-решеточной релаксации для комплексообразующих ионов ме­таллов в жидких растворах электролитов. В этих работах они предложили механизм релаксации, который стали называть ме­ханизмом Альтшулера-Валиева. В ходе исследований спиновой релаксации в таких комплексах удалось изучить сложную динамику системы на частотах спинового резонанса нормальных колебаний и скоростей релаксации.

После окончания в 1957г аспирантуры КРУ К.А.Валиев был направлен на преподавательскую работу в Казанский государственный педагогический институт (КГПИ). За корот­кое время в КГПИ возникла новая научная школа, которая, как часть казанской научной школы магнитно-резонансных иссле­дований, сосредоточилась на изучении проблем жидкого ве­щества методами магнитного резонанса и оптической спектро­скопии.

Интересна теоретическая работа К.А.Валиева, посвященная теории сигналов спинового эха в магнитных полях с распре­деленными градиентами, в которой им был рассмотрен случай, когда градиенты поля распределены гауссово (в стандартной теории сигналов спинового эха градиент магнитного поля G в пределах образца постоянен). Полученные формулы позволяют решать и обратную задачу: определять параметры распреде­ления градиента магнитного поля путем измерения сигналов спи­нового эха.

Заслуживает также внимания работа К.А.Валиева (совмест­но с Ш.Ш.
Башкировым), в которой показана возможность ис­пользования метода магнитного резонанса для построения при­бора квантовой электроники - усилителя радиочастотных импульсов.

В 1957-1962гг К.А.Валиев обращается к теории квадрупольной релаксации ядерных спинов в октаэдрических диамаг­нитных комплексах.

Важным динамическим процессом в комплексообразующих растворах солей металлов, рассмотренным К.А.Валиевым, яв­ляется диссоциация комплекса. К.А.Валиев показал, что иссле­дования спиновой релаксации обеспечивают возможность опре­деления параметров динамики процессов диссоциации комплек­сов в растворах, образуемых парамагнитными и диамагнитными ионами металлов.

Интересны исследования ядерной квадрупольной релаксации в смешанных комплексах. В работах К.А.Валиева получены важные в практическом отношении формулы для компонент тензора градиента электрического поля в смешанных комплек­сах в приближении точечных диполей X и точечных зарядов Y и определены соответствующие времена ядерной спиновой релак­сации иона Ме. Молекулярным движением, обусловливающим стохастическую временную зависимость поля окружения, в дан­ной ситуации служит броуновское вращение смешанного комп­лекса с характерным временем τrot = 1/6Dг, Dг - константа враща­тельной диффузии.

В 1957-1963гг К.А.Валиев выполняет фундаментальные работы в области теории броуновского вращения молекул в жидкостях и ее приложения. Им была построена теория спект­роскопических и релаксационных явлений, зависящих от броу­новского вращения молекул.

Теория эффектов, обусловленных молекулярным враще­нием, разработанная К.А.Валиевым, поставила новые вопросы в физике молекулярных жидкостей.

Используя результаты, полученные им в области теории броуновского вращения молекул, К.А.Валиев вычислил ско­рости спиновой релаксации во всех случаях, когда присутствует модуляция анизотропной части энергии спина молекулы броу­новским вращением; квадрупольная релаксация ядерных спинов в молекулах и ионных комплексах в растворах; обусловленная диполь-дипольным внутримолекулярным взаимодействием ре­лаксация; релаксация вследствие анизотропии g-фактора и константы сверхтонкого взаимодействия, а также анизотропной штарковской энергии.

Существенным вкладом в теорию колебательных спектров молекул в конденсированных средах явились работы К.А.Ва­лиева, в которых вычислялись форма и ширина линий комбина­ционного рассеяния, линий инфракрасного поглощения, а также релеевского рассеяния света в молекулярных жидкостях.

Результаты исследований К.А.Валиева в области теории магниторезонансной и оптической спектроскопии жидких тел со­ставили материал его докторской диссертации, успешно защи­щенной им в ноябре 1963г в Институте физики металлов АН СССР. Сообщения по данной тематике неоднократно докла­дывались им на семинарах в КГУ, ФИАНе, ИХФ, ИОНХе, а также на конференциях по магнитному резонансу.

За совокупность фундаментальных теоретических работ в области электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в 1997г К.А.Валиев был награжден международной премией им.Е.К.Завойского. С защитой докторской диссертации К.А. Ва­лиев приобрел известность в широких научных кругах как та­лантливый физик-теоретик, способный с успехом решать самые разнообразные задачи.

Летом 1964г К.А.Валиев был приглашен в Научный центр микроэлектроники (г.Зеленоград) для работы над проблемой создания микроэлектронной промышленности в СССР.

В январе 1965г К.А.Валиев был назначен директором НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ) Научного центра. Физик-теоретик оказался в гуще кипучей деятельности по строительству, подбору и подготовке научных и производственных кадров, решению первых задач по разработке базовой микроэлектрон­ной технологии. Помимо решения основной проблемы - созда­ния микроэлектронной промышленности, встали сложные си­стемные задачи, включающие разработку базового технологиче­ского маршрута, всего комплекса технологического оборудо­вания, проектирования производственных зданий со сверхчисты­ми помещениями, с организацией производства огромного спект­ра сверхчистых материалов, создание первой в стране системы автоматизированного проектирования (САПР) интегральных схем (первая в стране САПР на ЭВМ "БЭСМ-6" в НИИМЭ была отмечена Государственной премией в 1975г).

В 70-е годы в комплектовании коллективов предприятий Научного центра большую роль играл созданный в 1965г в Зеленограде Московский институт электронной техники (ныне МИЭТ - Технический университет), где К.А.Валиев читал лекции по общей и теоретической физике для студентов всех курсов. С 1968г по 1977г К.А.Валиев заведовал кафедрой физики и тех­нологии интегральных микросхем МИЭТ, выпускавшей спе­циалистов по основному направлению микроэлектроники. Им был прочитан также курс "Физические основы микроэлектрон­ной технологии", который лег в основу его монографии "Физика субмикронной литографии", опубликованной им в России (1990г) и в США (1992г).

В 1965-1970гг было принято решение о разработке в НИИМЭ серий интегральных схем (ИС) массового применения. Важнейшие разработки ЭВМ и радиоэлектронной аппаратуры народнохозяйственного назначения и систем вооружения ориен­тировались на использование ИС разработанных в НИИМЭ серий. Среди них единая система ЭВМ "Ряд", разрабатываемая странами СЭВ; зенитно-ракетные комплексы С-300; система противоракетной обороны на ЭВМ "Эльбрус" и многое другое. Все это поставило НИИМЭ в положение ведущего предприятия микроэлектронной отрасли.

Деятельность К.А.Валиева по созданию микроэлектронной промышленности в СССР была отмечена в 1974г Ленинской премией, а в 1976г за организацию микроэлектронного произ­водства в Баку - Государственной премией Азербайджанской ССР.

Несмотря на большую загруженность административно-организационной работой, К.А.Валиев не оставлял теоретиче­ских исследований. В 1965-1977гг как физик-теоретик он вы­полнил ряд теоретических вычислений, посвященных оптимизации степени интеграции ИС в зависимости от уровня плотности дефектов, вносимых в ходе технологических процессов.

В 1972г Отделение общей физики и астрономии АН СССР избрало К.А.Валиева членом-корреспондентом.

В 1977г. К.А. Валиев перешел работать в Академию наук СССР - сначала в Институт космических исследований, а затем в ФИАН, куда он был приглашен академиком А.М.Прохоровым для организации лаборатории микроэлектроники. После выде­ления в 1982г из ФИАНа Института общей физики АН СССР (ИОФАН), во главе с А.М.Прохоровым, лаборатория, оказав­шаяся в составе ИОФАНа, была вскоре преобразована в Отдел микроэлектроники ИОФАНа. Считая, что микроэлектроника -это физика вещества в малых объемах, А.М.Прохоров усмат­ривал наличие в ее проблематике множества задач, связанных с глубокими физическими исследованиями.

В 1983г К.А. Валиев стал одним из заместителей А.М.Про­хорова, с которым у него установились уважительные отноше­ния. А в 1988г на заседании Политбюро ЦК КПСС было при­нято решение об организации на базе Отдела микроэлектро­ники ИОФАНа Физико-технологического института АН СССР (ФТИАН), директором которого стал К.А.Валиев. Большая заслуга в этом, несомненно, принадлежит академику А.М.Про­хорову. Тогда же К.А.Валиев становится главным редактором журнала "Микроэлектроника".

В этот период на факультете физической и квантовой элект­роники МФТИ в целях подготовки квалифицированных кадров К.А.Валиевым была организована кафедра физико-технологических проблем микроэлектроники, которая продолжает рабо­тать и в настоящее время.

Тематика фундаментальных и прикладных исследований, выбранная К.А.Валиевым, включала все методы литографии, плазменного микроструктурирования, диагностику структуры полупроводниковых микросхем, процессы деградации межсоеди­нений микросхем. Наряду с экспериментальными исследования­ми широко использовались методы математического моделиро­вания. Наибольшее внимание было уделено методам литогра­фии, поскольку именно эти методы определяют уровень микро­электронной технологии, характеризуемой минимальными размерами.

Впервые в мировой литературе была решена обратная зада­ча фотолитографии - синтез амплитудных или фазовых фото­масок по заданному проявленному рисунку в фоторезистном слое.

При исследовании процессов контактной фотолитографии с использованием источников вакуумного ультрафиолетового из­лучения (ВУФ-излучения) был обнаружен эффект фототрав­ления полимерных фоторезистов. Обнаруженный эффект подго­товил почву для создания метода фотолитографии без исполь­зования процессов проявления. Продемонстрирована возмож­ность "сухого" проявления методом ВУФ-травления скрытых изображений в резистном слое, полученных электронно-луче­вым или рентгеновским экспонированием.

При исследовании рентгеновской, электронно-лучевой и ионно-лучевой литографии К.А.Валиевым также использовался оп­тимизационный подход, ранее развитый применительно к опти­ческой литографии: с учетом свойств источника излучения, резистного слоя, функции эффекта близости, процессов проявле­ния скрытого изображения в резистном слое формулируется и решается задача достижения максимальной разрешающей спо­собности литографического процесса.

Работы К.А.Валиева в области микроэлектроники соста­вили содержание следующих его монографий: Цифровые интег­ральные схемы на МДП-транзисторах (совместно с М.А.Ко­ролевым и А.Н.Кармазинским). М.: Сов. радио, 1971; Полу­проводниковые интегральные схемы памяти на биполярных транзисторных структурах (совместно с А.А.Орликовским). М.: Сов. радио, 1979; Применение контакта металл-полупроводник в электронике (совместно с Ю.И.Пашинцевым, Г.В.Петровым). М.: Радио и связь, 1981; Микроэлектроника: Достижения и пути развития. М.: Наука, 1986; Физика субмикронной литографии. М.: Наука, 1990; The Physics of Submicron Lithography. N.Y.: Ple­num press, 1992.

В монографии "Физика субмикронной литографии" К.А.Валиев осуществил свой давний замысел - книгу по технологии построить как книгу по теоретической физике. Эту идею ему удалось осуществить на примере теории процессов электронно­лучевой, ионно-лучевой, рентгеновской и оптической литогра­фии. Насколько нам известно, этот опыт - единственный в миро­вой литературе, посвященной проблемам технологии.

В 1998г К.А.Валиев обратился к новой области исследо­ваний - квантовым компьютерам и квантовым вычислениям, а в более широкой постановке - к квантовой информатике, вклю­чающей в себя, кроме квантовых компьютеров и вычислений, также квантовые связь и метрологию. Идея заключается в том, что квантовые системы (отдельные электроны, спины, фотоны, квантовые жидкости, сверхпроводящие куперовские пары в сверхпроводниках, бозе-эйнштейновские конденсаты) могут со­вершать управляемую извне квантовую динамику, которую можно организовать как квантовый процесс обработки инфор­мации.

В микроэлектронике идея "квантовых элементов" возникает

неизбежным образом, если процесс уменьшения минимальных размеров в структуре микросхем (закон Мура) экстраполировать до атомных размеров, в результате чего элементы микроэлект­роники "превращаются" в квантовые приборы. Примерами таких приборов являются, например, квантовые точки, содержа­щие один электрон проводимости. Динамика орбитального состояния или спина такого одиночного электрона будет чисто квантовым процессом. Можно управлять квантовой динамикой одиночного электрона или атома, помещенного в ловушку; эту динамику можно организовать как процесс обработки инфор­мации. Элементом квантового компьютера служит частица с двумя состояниями (кубит - квантовый бит); спин электрона или ядра служит удобной физической реализацией кубита; два состояния спина-кубита соответствуют его ориентации вдоль и против внешнего постоянного магнитного поля.

Интерес к квантовым вычислениям возник в начале 1980-х годов, когда американский физик Р.Фейнман (R. Feynman) вы­сказал догадку, что моделирование многочастичных квантовых систем, которое требует экспоненциально больших объемов памяти и времени работы компьютера, построенного на прин­ципах классической физики, может быть более легко реализо­вано на компьютере, работающем по квантовым законам. При­мер квантового алгоритма с экспоненциальным ускорением вычислений в 1994г построил Шор ("алгоритм Шора"). Это вы­звало настоящую научную сенсацию и обозначило рубеж, с которого началась ускоренная разработка идеи квантовых ком­пьютеров и вычислений.

Опыт исследований в области магнитно-резонансной спект­роскопии и микроэлектроники позволил К.А.Валиеву быстро освоиться в новой для него области квантовой информатики. По существу, магнитный резонанс построен на внешнем управлении квантовой динамикой спинов частиц, из чего следует, что маг­нитно-резонансные исследования являются научной базой для построения квантовых компьютеров на кубитах-спинах. В раз­витие идеи Кейна К.А.Валиев в 1999г предложил строить кубит на ансамбле спинов атомов 31Р в 28Si, т.е. использовать спины многих атомов 31Р, а не одного атома. Эта идея им детально раз­рабатывается в совместных с А.А.Кокиным работах.

По теме квантовых компьютеров и вычислений К.А.Валиев (совместно с А.А.Кокиным) написал первую отечественную монографию по квантовым компьютерам "Квантовые компьютеры: надежды и реальность". М.; Ижевск: НИЦ РХД, 2001; 2002.

Под руководством К.А.Валиева во ФТИАНе уже несколько лет активно работают семинар по квантовой информатике и лаборатория физики квантовых компьютеров. В Московском университете создана возглавляемая им кафедра квантовой информатики (факультет вычислительной математики и кибер­нетики).

Под председательством К.А.Валиева впервые в России были проведены три международные конференции по квантовой ин­форматике QI-2002, (QI-2004, QI-2005.

В настоящее время академик К.А.Валиев продолжает актив­но работать в области микро- и наноэлектроники и в области квантовой информатики. Так, в 2005г в "Успехах физических наук" был опубликован обстоятельный обзор под названием "Квантовые компьютеры и квантовые вычисления".

Похожие:

Научно-биографический очерк iconБорисов С. М. В. Фрунзе. Краткий биографический очерк
Борисов С. М. В. Фрунзе. Краткий биографический очерк. М.: Гос военное издательство наркомата обороны Союза сср,1938. 139 с
Научно-биографический очерк icon«Самуил Яковлевич Маршак. Биографический очерк. Особенности переводов, драматургии, сказок» цель урока-лекции
Тема: «Самуил Яковлевич Маршак. Биографический очерк. Особенности переводов, драматургии, сказок»
Научно-биографический очерк iconРасцвет классицизма в литературе и искусстве. Ж. Б. Мольер. Краткий биографический очерк
Урок Тема: Расцвет классицизма в литературе и искусстве. Ж. Б. Мольер. Краткий биографический очерк
Научно-биографический очерк iconКраткий научно-биографический очерк
Ссср в-6" в 1937 г побил мировой рекорд знаменитого немецкого дирижабля "Граф Цеппелин", пролетев без посадки по маршруту Москва-Новосибирск...
Научно-биографический очерк icon«мэи» Кафедра низких температур Научно-образовательный материал: «К столетию открытия сверхпроводимости. Биографический очерк о Хейке Камерлинг-Оннесе»
Голландский физик-экспериментатор известен работами в области криогенных температур. Первым в истории получил жидкий гелий в своей...
Научно-биографический очерк iconКарл Маркс (Краткий биографический очерк с изложением марксизма)
Впервые напечатано в 1915 г в Энциклопедическом словаре Гранат, издание 1-е, том 28
Научно-биографический очерк iconТаррег а (Биографический очерк)
Всем простым людям, прижавшим к груди гитару с единственным желанием почувствовать эхо от ее вибрации в своем сердце
Научно-биографический очерк iconВиктор Павлович Козлов (биографический очерк)
Численное восстановление высотного профиля температуры по спектру уходящей радиации и оптимизация метода измерения
Научно-биографический очерк iconЭссе Эссе (с французского еssai — «попытка, проба, очерк») — прозаическое сочинение небольшого объема и свободной композиции, выражающее индивидуальные впечатления и соображения по конкретному поводу или вопросу и заведомо не претендующее на исчерпывающий
Это новое, субъективно окрашенное слово о чем-либо, имеющее философский, историко-биографический, публицистический, литературно-критический,...
Научно-биографический очерк iconФаддей Блаженный, современник Петра Великого (Биографический очерк, составленный по современной рукописи) // Памятная книжка Олонецкой губернии на 1858 год. Петрозаводск, 1858. С. 216 – 219
Редакт. Фаддей Блаженный, современник Петра Великого (Биографический очерк, составленный по современной рукописи) // Памятная книжка...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org