ドミトリー・Z・ガルブゾフ
ドミトリー・Z・ガルブゾフ
ロシアでレーニン賞を受賞したドミトリー・ガルブゾフ
生まれる（1940年10月27日）1940年10月27日
スヴェルドロフスク、RSFSR、ソビエト連邦
死亡2006年8月20日（2006年8月20日）（65歳）
プリンストン、ニュージャージー州、アメリカ合衆国
知られている可視から中赤外までのさまざまな波長に対応する実用的な（室温、高効率、高出力）ダイオードレーザー
受賞歴レーニン賞（1972年） 、国家賞（1987年）、ロシア科学アカデミー会員（1991年）、フンボルト賞（1992年）
科学者としてのキャリア
機関ヨッフェ物理工学研究所（ロシア、サンクトペテルブルク）、近年はプリンストン大学（ニュージャージー州プリンストン）、サーノフ・コーポレーション（ニュージャージー州プリンストン）（現在はSRIインターナショナルに統合）、プリンストン・ライトウェーブ社（ニュージャージー州クランベリー）

ドミトリ・Z・ガルブゾフ（1940年10月27日、スベルドロフスク（エカテリンブルク）生まれ - 2006年8月20日、ニュージャージー州プリンストン）は、室温で連続波動作するダイオードレーザーおよび高出力ダイオードレーザーの先駆者および発明者の1人でした。

最初の室温連続波ダイオードレーザーは、ロシアのレニングラードにあるヨッフェ物理工科研究所で、ガルブゾフとジョレス・アルフェロフ（2000年ノーベル物理学賞受賞者）を含むチームと、ニュージャージー州マレーヒルにあるベル電話研究所のI. ハヤシとM. パニッシュの競合チームによって、ほぼ同時に発明、開発、実証されました。両チームとも1970年にこの成果を達成しました。ガルブゾフはまた、可視光線から中赤外線までの様々な波長帯で、実用的な高出力・高効率ダイオードレーザーの開発にも貢献しました。

ペレストロイカ後、ソ連の科学研究システム内で有能で尊敬される科学者兼管理者として働いていたガルブゾフは、西側で複数のロシア人亡命科学者を雇用し、同時にアメリカの営利企業3社に貢献する研究グループを設立した。

私生活

ドミトリー・ザルマノヴィッチ・ガルブゾフは1940年、ロシアのスベルドロフスクで生まれました。父ザルマン・ガルブゾフは著名なエンジニアでした。母はナタリア・ポリヴォダです。彼はガリーナ・ミニナと結婚し、アリナとドミトリーという二人の子供がいます。

ガルブゾフ氏は2006年8月、ニュージャージー州プリンストンの自宅で、進行期と診断された癌のため65歳で亡くなった。

初期のキャリア

ドミトリは1962年にレニングラード国立大学物理学科を卒業しました。1964年、ドミトリはレニングラードにあるロシア科学アカデミー・ヨッフェ物理技術研究所でジョレス・アルフェロフの研究グループに加わりました。当時、アルフェロフのチームは半導体におけるヘテロ接合を研究する世界でも数少ない研究グループの一つでした。2000年、ジョレス・アルフェロフとヘルベルト・クローマーは、その先駆的な研究によりノーベル賞を受賞しました。

最初の300 ºK連続波ダイオードレーザーの達成は、AlGaAs-GaAsヘテロ構造パラメータがレーザー閾値電流に及ぼす影響の調査と室温での連続発光の実現で報告されました[ 2 ]

ドミトリ・ガルブゾフは 1968 年に博士号を取得し、1979 年に理学博士号を取得しました。ロシアの制度では、理学博士号は研究を主導できる適格な候補者に授与される 2 番目の博士号です。

室温ダイオードレーザー

背景

1970年に初めて室温ダイオードレーザーが実証され、光半導体に関わる長年の科学技術研究開発は頂点に達した。これらの成果は、 1947年に初めて実証されたトランジスタ（市場における真空管エレクトロニクスの置き換えにつながった）に始まったマイクロエレクトロニクス革命と並行して起こったが、遅れをとっていた。レーザーはチャールズ・ハード・タウンズとアーサー・レナード・ショーロー、ゴードン・グールド、そしてソ連ではアレクサンドル・プロホロフによって既に発明されていたが[ 3 ] 、実用的なレーザー「チップ」は存在せず、レーザーを商品化することはできなかった。今日、レーザーは消費者、産業、医療、政府機関の市場で、より非効率なレーザー（ガス放電やフラッシュランプ設計に基づくもの）に取って代わっている。

タウンズとショーローの功績から間もなく、半導体デバイスでレーザー発振が可能であることが認識されました。重要な成果は、1962年にMITリンカーン研究所、RCA研究所、テキサス・インスツルメンツ社でGaAs半導体デバイスにおいて、電子正孔対から光子への変換においてほぼ100%の内部効率が観測されたことです。その後まもなく、ゼネラル・エレクトリック社とIBM社が世界初のダイオードレーザーを実証しました。この新しい半導体レーザーデバイスは極低温（通常は液体窒素の温度、つまり77Kまたは-196℃）でのみ動作しました。実用化には、室温で連続波のダイオードレーザー動作を実証する必要がありました。

室温ダイオードレーザーの発明

ソビエト連邦における最初の室温ダイオードレーザーの発明は、冷戦下の熾烈な競争と秘密主義の風潮の中で行われましたが、国際会議や政治的に認められた国際訪問において散発的に科学者との接触が見られました。この発明の優位性については長年にわたり議論が交わされました。しかしながら、今日では半導体レーザーの科学者の間では、室温ダイオードレーザーを可能にした重要な設計概念、すなわち二重ヘテロ構造設計は、1964年にソビエト連邦でルドルフ・F・カザリノフとジョレス・アルフェロフによって発明されたという点で一致しています。これは、同年に提出されたロシアの特許出願にも記載されています。この発明と半導体レーザーへの他のいくつかの画期的な貢献により、ルドルフ・F・カザリノフは1998年にIEEEフォトニクス協会の量子エレクトロニクス賞を受賞しました（下記の参考文献を参照）。

ノーベル賞委員会は、ジョレス・アルフェロフ率いるドミトリ・Z・ガルブゾフを含むロシアのチームが、競合するベル研究所の林とパニッシュのチームよりも先に連続波室温レーザー発振を達成したと確信しているが、この点については議論が続いており、この問題が完全に解決されることはないかもしれない。

今日、ガルブゾフ氏をはじめとする科学者たちの功績により、ダイオードレーザーはレーザーを広く利用可能な工業部品へと進化させ続けています。レーザーチップは、CD、DVD、レーザープリンター、光ファイバー通信など、今日では当たり前となっている多くの製品に組み込まれています。半導体レーザーチップ技術を利用したその他のデバイスとしては、照明、測距、分光センサーなど、様々なシステムや、自動車メーカーで広く採用されているレーザー溶接、切断、加工ツールなどがあります。さらに、ガルブゾフ氏とアルフェロフ氏によって初めて開発された原理は、窒化ガリウム系固体照明における継続的な革命の基盤となっており、高品質で高効率な蛍光体LED照明器具が、現在では手頃な価格で消費者に提供されています。

ロシアでの晩年

その後数年間、ガルブゾフは 0.8 ～ 2.7 μm の波長で最高出力のダイオード レーザーを開発し、これを実現するための新しい革新的なレーザー設計を導入し、新しいレーザー デバイスとそれを製造するビジネスに多大な貢献をしました。

1979年、ガルブゾフはAFヨッフェ物理技術研究所の半導体発光・注入エミッター研究所の所長に就任しました。彼のリーダーシップの下、InGaAsP/InP四元固溶体のヘテロ接合が研究されました。この構造に基づくレーザーは、今日の光通信の基盤となっています。

彼は二重ヘテロ接合における再放射効果の研究を主導しました。ヨッフェ研究所の彼のグループは、GaAlAsヘテロ構造においてほぼ100%の発光外部効率を確立しました。これは、新たな実用化、すなわち新しいタイプの半導体英数字ディスプレイの誕生につながりました。1987年、ガルブゾフと同僚たちはこの功績により、旧ソ連で民間人として2番目に高い賞である国家賞を受賞しました。

アルミニウムフリーのダイオードヘテロ構造レーザーは、彼の科学者人生における次のステップとなりました。彼は可視光（赤色）波長を含む、0.75～1.0μmの波長を持つレーザーを提案し、開発しました。

1991年、ガルブゾフはロシア科学アカデミーの通信会員となった。

ベルリン

ソ連崩壊後、ガルブゾフはアルミニウムフリーダイオードレーザーの研究でフンボルト賞を受賞し、ドイツで1年間研究するための資金援助を受けた。彼はこの賞を利用して1992年にベルリン工科大学のディーター・ビンベルク研究室に長期滞在し、InAlGaAs/InGaAs分布帰還型レーザーの研究を行った。[ 4 ]

アメリカ合衆国

プリンストン大学とサーノフコーポレーション

1994年、イリノイ州エバンストンにあるノースウェスタン大学のマニジェ・ラゼギのグループに1年間滞在した後、プリンストン大学とニュージャージー州プリンストンにあるサーノフ・コーポレーション（旧RCAラボラトリーズ、現在は親会社SRIインターナショナルに統合）に加わることを決意した。1997年には、長年の共同研究者である半導体物理学の理論家、ヴィクトル・B・カルフィンが加わった。

ガルブゾフ氏は両研究所において半導体デバイスの性能向上に尽力し、後にサーノフ社のシニアテクニカルスタッフに就任し、2000年5月まで同社に在籍しました。サーノフ社では、アンチモン化合物系レーザーの開発に取り組み、2.7μmという記録的な波長を実現しました。同時に、「ブロードニング導波路」という概念を導入し、高出力ダイオードレーザーとそのヘテロ構造に大きな影響を与えました。この概念は現在、産業用途向け高出力レーザーを製造する業界全体の基盤となっています（米国特許5,818,860）。

プリンストン・ライトウェーブ

2000年、ガルブゾフはプリンストン・ライトウェーブ社の創業者の一人となり、研究担当副社長として高出力ストライプレーザーの研究を続けました。ガルブゾフの研究は、産業用レーザー金属成形・製造装置メーカーであるTRUMPFグループによるPLI社の買収につながりました。

引用

  • H. Lee, PK York, RJ Menna, RU Martinelli, DZ Garbuzov, SY Narayan, JC Connolly,室温 2.78 μm AlGaAsSb/InGaAsSb 量子井戸レーザー, Applied Physics Letters 第 66 巻 第 15 号, 1942 ページ, (1995)
  • DZ Garbuzov他「InGaAsSb/AlGaAsSbブロード導波路SCH-QWダイオードレーザーの2.3-2.7室温CW動作」IEEE Photon. Technology Letters v. 11 pp. 794–796, (1999).
  • G. Gu、DZ Garbuzov、PE Burrows、S. Venkatesh、SR Forrest、および ME Thompson、「高外部量子効率有機発光デバイス」、Optics Letters 巻 22、396 ページ。
  • V. Bulović、VB Khalfin、G. Gu、PE Burrows、DZ Garbuzov、SR Forrest 「有機発光デバイスにおける弱いマイクロキャビティ効果」、Physical Review B 巻 58、3730 ページ。
  • LJ Mawst、A. Bhattacharya、J. Lopez、D. Botez、DZ Garbuzov、L. DiMarco、JC Connolly、M. Jansen、F. Fang、および RF Nabiev、「広帯域導波路 Al フリー 980 nm ダイオード レーザーからの 8 W 連続波フロントファセット出力」、応用物理学論文集、第 69 巻、1532 ページ。

米国特許

特許番号 タイトル
7,084,444 光電子放射源デバイスの効率を向上させる方法および装置
6,650,671 ビーム発散角が改善された半導体ダイオードレーザー
6,650,045 メサピクセル構成のディスプレイ
6,600,764 高出力シングルモード半導体レーザー
6,556,611 角度特性とスペクトル特性が改善されたワイドストライプ分布ブラッグ反射型レーザー
6,459,715 角度付き増幅部を備えたマスター発振器格子結合電力増幅器
6,404,125 発光ダイオードを用いた蛍光体を用いた波長変換方法および装置
6,366,018 発光ダイオードを用いた蛍光体を用いた波長変換装置
6,330,263 分離された高歪量子井戸を有するレーザーダイオード
6,301,279 活性領域温度を熱センサーで制御する半導体ダイオードレーザー
6,133,520 ヘテロ接合熱光起電力セル
6,125,226 高輝度発光デバイス
6,091,195 メサピクセル構成のディスプレイ
6,046,543 高信頼性、高効率、集積可能な有機発光デバイスおよびその製造方法
6,005,252 フィルムのスペクトル特性を測定する方法および装置
5,986,268 光検出器用有機発光コーティング
5,874,803 OLEDSと蛍光体ダウンコンバータのスタックを備えた発光デバイス
5,834,893 光誘導構造を備えた高効率有機発光デバイス
5,818,860 高出力半導体レーザーダイオード

賞と賞金

ノーベル賞委員会は、室温ダイオードレーザーを発見・発明したソ連チームのリーダーであるジョレス・アルフョーロフに2000年のノーベル物理学賞を授与した。 [ 5 ]

1972年、ガルブゾフ博士はアルフェロフ博士をはじめとする同僚とともに、当時のソ連における最高の民間賞であるレーニン賞を受賞した。レーニン賞の受賞理由は「半導体におけるヘテロ接合の基礎研究と、それを基盤とする新デバイスの開発」であった。[ 6 ]

ガルブゾフはチームとともに、ソ連内で授与される賞の中で2番目に高い賞である1987年の国家賞を受賞した。

1991年、ガルブゾフはロシア科学アカデミーの会員に選出された。

ガルブゾフは1992年にフンボルト賞を受賞した。

参照

参考文献

  1. ^ www.ioffe.ru
  2. ^ AlGaAs-GaAsヘテロ構造パラメータのレーザー閾値電流への影響の調査と室温での連続発光の実現、Zh. I. Alferov、VM Andreev、DZ Garbuzov、Yu. V. Zhilyaev、EP Morozov、EL Portnoi、VG Trofim、 Sov. Phys. Semiconductors 4 、) [ Fiz. Tekh. Poluprovodn . 4 、からの翻訳)]。
  3. ^アレクサンドル・プロホロフ、nobelprize.org
  4. ^ sol.physik.tu-berlin.de 2007年2月6日アーカイブ、 Wayback Machine
  5. ^ nobelprize.org のアルフェロフ氏のアカウント
  6. ^冷戦時代には厳しい文化的隔離が存在したため、レーニン賞に関する文書は今日でも西側諸国では容易に入手できないが、当時のロシアの新聞記事や一次資料を通じて記録されている。

出典

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