Предисловие. 
Электроника. 
Часть 1 вакуумная и плазменная электроника

Подготовка специалистов по направлению «Электроника» затруднена, с одной стороны, обилием ранее изданных книг по этому направлению и трудностью выбора современного учебника или учебного пособия. С другой стороны, отсутствует учебник, объединивший с системных позиций вакуумную и плазменную электронику с твердотельной и микроэлектроникой, квантовую и оптическую электронику с функциональной электроникой. Все эти дисциплины взаимно связаны и являют собой физико-технические основы создания элементной базы информационных устройств и систем.

Авторы понимают, что книгу по электронике можно писать несколько раз, но написать до конца невозможно. Электроника является динамично развивающейся областью науки и техники.

С точки зрения науки в основу положены свойства носителя информационного сигнала. Первым таким носителем можно считать элекгрон. Он является наименьшим материальным носителем электрического заряда, обладает собственным механическим и магнитным моментом, обладает большим временем жизни, достаточно легко выводится из твердого тела, может группироваться в потоки. В последние годы используются нс только свойства электрона как частицы, но и свойства электрона как волны. Использование свободных электронов как носителей информационного сигнала легло в основу вакуумной электроники и созданию класса электровакуумных приборов. Исследования процессов ионизации газов с помощью электронов привело к становлению плазменной электроники и формированию класса ионных или плазменных приборов.

Становление и развитие физики твердого тела позволило сформулировать условия использования свободных электронов и квазичастиц в твердом теле для создания твердотельных электронных приборов. На основе твердотельной электроники сформировались полупроводниковая электроника и микроэлектроника.

Исследования процессов вынужденного излучения привело к формированию и становлению новой области электроники — квантовой электроники. В ее основе лежат свойства связанных в атоме электронов, их коллективные взаимодействия с веществом и излучением.

Однако не только электроны, ионы, дырки и другие квазичасгицы способны переносить информационный сигнал. Существуют так называемые динамические неоднородности, на свойствах которых можно создать класс приборов для обработки и хранения информации. К таким динамическим неоднородностям можно отнести поверхностные акустические волны, магнитно-статические волны, волны зарядовой плотности, ганновские и ссгнето-электрические домены, флуксоны и другие квазичасгицы. Это направление в электронике получило название функциональной электроники.

Свойства электрона как волны используется в наноэлектронике, глава по которой еще не представлена в этой книге.

Вместе с тем, все большее внимание привлекает к себе солитон. Он тоже обладает свойствами волны и частицы. В каждой среде у солитона свое лицо. Может быть, со временем это направление в электронике получит название солитонная электроника. А может быть иросго — солитоника…

С точки зрения техники все, что связано с электроникой, относится к высоким технологиям. Электроника сегодня — это совокупность технологий.

В XX веке начала развиваться вакуумная техника. Именно успехи в вакуумной технологии позволили развиться технологии микроэлектроники. Появилась квантовая электроника, и успехи лазерной технологии во многом определялись достижениями вакуумной технологии. Сегодня на очереди стоит развитие нанотехнологии.

С этих позиций и написаны различные разделы учебника.

• ? Часть I. Вакуумная и плазменная электроника.
• ? Часть II. Микроэлектроника.
• ? Часть III. Квантовая и оптическая электроника.
• ? Часть IV. Функциональная электроника.

По мысли авторов издание должно сформировать у студентов, изучающих электронику, целостное восприятие этого перспективного раздела науки и техники. Удалось ли это, судить студентам и аспирантам, для которых и предназначена эта книга.

Учебник написан по материалам лекций, прочитанных авторами в разные годы в Московском государствен ном институте радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) и Московском физико-техническом институте (государственный университет). Авторы с благодарностью вспоминает обсуждения отдельных тем и методических подходов с выдающимися лекторами профессорами Курбатовым Л. Н., Скроцким Г. В., Гуляевым Ю. В., Бондаренко Б. В., Федотовым Я. А. и др. Их лекции и семинары так или иначе органически вплелись в содержание книга.

Вместе с тем авторы обязаны замечательным учебникам и учебным пособиям Розанова Л. Н., Степаненко И. П., Коледова Л. А., Карлова Н. В., Пихтина А. Н. и друтих замечательных отечественных ученых, методические находки которых были использованы в учебном процессе и процитированы в книге. Упражнения адаптированы из популярных задачников Гольденберга Л. М., Левитского С. М., Линча П., Терехова В. А., Успенского А. В. и других крупных методистов.

В подготовке рукописи к изданию активное участие принимали Федотов Я. А., Горбунова Г. Г., Зверев Г. М., Долгалев Д. Г., Буря Г. Ф., Щука С. А., Поляхов Ю. Б. и др., которым приносим сердечную благодарность.

***

Часть 1 посвящена рассмотрению вакуумной и плазменной электроники. В результате изучения первой части издания студент должен: знать

• • физические основы вакуума;
• • фундаментальные методы проектирования вакуумной электроники;
• • особенности приборов и устройств вакуумной электроники;
• • базовые теоретические основы плазменной электроники;
• • устройство газоразрядных приборов;
• • методы исследования зондовой микроскопии; уметь
• • применять методы измерения вакуума;
• • выделять особенности вакуумной и плазменной электроники;
• • использовать возможности зондовой микроскопии; владеть
• • методами измерения и создания вакуума;
• • навыками построения схем устройств вакуумной электроники;
• • методами расчета и анализа приборов плазменной электроники;
• • способами зондовой микроскопии исследования поверхностей тел.