De la cercetarea fundamentala la tehnologie, via creativitate
Data: 1 - 15 decembrie 2013
Convorbire cu dr. ing. Mihai Mihaila, membru corespondent al Academiei Romane
Continuam demersurile redactiei menite sa aduca in atentia cititorilor puncte de vedere ale unor personalitati care au adus si aduc contributii de seama la progresul stiintelor tehnice, ale stiintei, in general. Chiar daca - asa cum rezulta si din convorbirea pe care o publicam in acest numar - accentul se pune pe elemente de stricta specialitate, ideea principala transpare cu deosebita claritate. Potentialul creativ de care dispune tara noastra este incomensurabil si depinde de fiecare, inainte de toate de colectivele din sfera cercetarii-dezvoltarii-inovarii, sa fie valorificat la cote tot mai inalte. Ceea ce releva interlocutorul nostru reprezinta un puternic argument in acest sens.
- Ati debutat in viata academica in anul 1985, cand ati fost distins cu premiul pentru fizica „Dragomir Hurmuzescu“ al Academiei Romane pentru contributii la studiul zgomotului 1/f in dispozitive semiconductoare.
- Totul a inceput in 1984, an in care am publicat o lucrare in Physics Letters. In ea aratam ca exista o legatura intre acest fenomen si vibratiile de natura termica ale atomilor in solid, care sunt cunoscute sub numele de fononi.
- Si in anul 1985 ati primit premiul Academiei. Ati mai publicat lucrari dedicate acestei teme?
- Da, am incercat sa gasesc o aceeasi structura in rezultatele altora. Am reusit sa pun in evidenta anumite fenomene de prag, care au fost considerate de domnul academician Radu Grigorovici ca fiind un fenomen analog efectului Franck-Hertz.
- Ati dat doctoratul cu acad. Mihai Draganescu si cu o tema asemanatoare.
- Tema era o continuare a ceea ce facusem deja. In plus, imi propuneam sa identific mecanismele microscopice ale fenomenului si sa ajung la o metoda de spectroscopie.
- Si care a fost deosebit de apreciata de specialisti...
- Printre altele, de curand, un grup de cercetatori din SUA a folosit si verificat rezultatele mele prin aplicarea lor la dezvoltarea unor detectoare de radiatie. Asadar, dupa aproape 30 de ani de asteptare, ideea a devenit tehnologie.
- Aceea pe care ati elaborat-o dvs.?
- Da, dar si altii. Ipoteza fusese lansata in 1969 de un grup de cercetatori din Olanda, insa rezultatele publicate de mine au fost primele care au demonstrat in mod direct, experimental, ca ipoteza este corecta.
- Intr-un timp al schimbarii chiar si in cercetarea stiintifica, dvs. ati mers mai departe in studiul acestei teme, pe care ati dezvoltat-o, amplificat-o si care v-a adus impliniri. Care au fost pasii care v-au dus la aceste realizari?
- Intr-adevar, am ramas permanent in apropierea acestui fenomen universal. Pasii sunt multi, greu de enumerat aici. Cred ca unul important a fost acela de a arata ca faimoasa controversa referitoare la originea de suprafata sau de volum nu este relevanta pentru originea fizica a fenomenului, asa cum s-a considerat timp de decenii.
- Sunteti recunoscut ca descoperitorul mecanismelor de excitare fononica in fluctuatiile cu spectru 1/f si, pe aceasta baza, a spectroscopiei de zgomot 1/f. In 1999 ati fost ales membru corespondent al Academiei Romane. Pe tot parcursul afirmarii dvs. stiintifice, ati urmat cam in acelasi ritm dezvoltarea teoriei cu experimentele si aplicatiile intr-o relatie de imbogatire reciproca.
- Rezultatele obtinute m-au condus catre realizarea unei noi metode de spectroscopie de vibratie a atomilor in solid. Dupa multi ani de lucru la aceasta metoda, indraznesc sa afirm ca este comparabila cu metodele clasice de spectroscopie folosite in investigarea corpului solid. Cu ajutorul acestei metode se poate pune in evidenta, la limita, prezenta unui singur atom de impuritate intr-o matrice solida, prin observarea frecventei locale de vibratie a impuritatii.
- Care ii si dau specificul.
- Exact. Eu am reusit sa identific astfel un numar de trei atomi de bor intr-un nanofir de siliciu.
- Se recunoaste unanim ca sunteti descoperitorul fononilor in zgomot. Dar, mai intai, ce este fononul?
- Fonon vine de la grecescul fono, care inseamna sunet. Prin analogie cu fotonul, fononul este cuanta de vibratie termica in solid. Fononii au un rol important in multe procese fizice care au loc in materia condensata, cum ar fi conductivitatea termica si electrica, printre altele. Au fost cercetatori care au emis ipoteza ca exista o asa-numita fluctuatie de mobilitate a electronilor generata de imprastierea pe undele de vibratie termica (fononi), adica de miscarea perpetua de vibratie a atomilor in jurul pozitiei lor de echilibru. Ipoteza era lansata, dar nu verificata. Prin masuratori specifice am pus in evidenta existenta unor rezonante in zgomot care corespund fononilor.
- Pornind de la cercetarea fundamentala, ati mers mai departe spre aplicatii practice. Cu ce realizari?
- Mai intai, vreau sa mentionez ca, de fapt, eu am plecat de la o aplicatie practica, mai precis de la experimentele pe care le faceam ca sa obtin dispozitive semiconductoare de zgomot foarte mic. Intre dispozitivele pe care le faceam, unele erau mai bune, altele, identice ca structura, nu. Curios sa vad care este originea acestor disparitati, am inceput sa citesc si, cu timpul, tema m-a acaparat devenind principala preocupare.
- Pentru ca de aceasta va ocupati de ani buni, cu realizari pe masura investitiei de munca si daruire, ati avut momente de descurajare, de plictis?
- Au fost momente pe care le-as numi de stagnare, nu de plictis, atunci cand cauti fara sa gasesti nimic. Aceste momente sau perioade, care pot dura ani de zile, nu pot fi evitate si sunt greu de parcurs. Numai intelegand ca descurajarea face parte din joc si, deci, ca nu trebuie sa renunti, ai sansa de a ajunge unde ti-ai propus.
- E ca o criza?
- Am trecut printr-o asemenea criza, de pilda cand am facut masuratori pe filme de platina de sapte nanometri grosime. Analizand aceste rezultate, mi-au fost necesare sase luni ca sa observ ca ipoteza originii de volum se confirma, dar era incompleta. Asa s-a nascut ipoteza participarii atomilor de suprafata. A doua zi eram pe drum spre biblioteca IFA, pe care am admirat-o toata viata pentru ca intram in ea ca intr-un templu. Dupa vreo trei saptamani de cautare, am gasit energiile de vibratie ale atomilor de suprafata ai platinei, care explicau complet rezultatele obtinute prin masuratori. In acel moment, am inceput sa cred in ceea ce gasisem.
- Care este rolul intamplarii astazi, cand tehnologiile sunt atat de performante?
- Intamplarea ii ajuta enorm pe cei care cauta. Am trecut prin asemenea momente. Am lucrat cu un grup de cercetare de la Magurele care pregatea niste probe cu nanoparticule de fier. Din masuratoare, ma asteptam sa observ energiile de vibratie ale fierului, dar nu am gasit nimic in acest sens. Complet intamplator, am observat ca rezultatul semana cu spectrul grafitului. I-am sunat pe cei care mi-au dat probele crezand ca au gresit. Mi-au spus razand ca nanoparticulele de fier erau, normal, imbracate in grafit, astfel se oxideaza. A fost un moment important pentru mine pentru ca astfel imi testasem metoda fara sa stiu care era compozitia acelui material, deci masuratoarea fusese corecta. O alta situatie in care intamplarea m-a ajutat a fost atunci cand, facand masuratori pe un singur nanotub de carbon cu contacte de paladiu, nu obtineam spectrul de vibratie specific nanotubului. Intamplator, am observat ca spectrul semana cu al paladiului! Intr-o poza de inalta rezolutie se observa ca, de fapt, cele doua contacte de paladiu erau unite de un nanofir de paladiu, deci conductia avea loc prin nanofirul de paladiu, nu prin nanotubul de carbon. Aceasta a fost o alta confirmare neasteptata a metodei.
- Este nevoie si de rabdare?
- Dupa mai bine de 42 de ani de experienta, cred ca pot spune ca rabdarea este unul dintre ingredientele fundamentale ale muncii de cercetare. Fara ea nu poti ajunge prea departe si, mai mult, poti distruge tot ceea ce ai realizat. Rabdare si tenacitate! Cum spuneam intr-un alt interviu, sa intarzii de unul singur in fata unor probleme ar putea fi conditia sine qua non a intalnirii cu adevarul.
- E foarte interesant ce spuneti, insa omul contemporan e mai pragmatic si il intereseaza aplicatiile concrete. Cum stiu ca sunt mai multe, va rog sa le numiti pe cele mai recente.
- Cea mai recenta confirmare a rezultatelor mele vine din aplicarea lor in tehnologia detectoarelor de radiatii gama.
- Domeniul este unul de perspectiva?
- Eu cred ca inca nu i-a venit vremea. Fenomenul este cu atat mai important cu cat sistemele sunt mai mici, in domenii cum sunt nanoelectronica, nanosenzorii s.a. Fara indoiala, fiind fundamental, acest fenomen va limita performantele multor sisteme fizice. De fapt, in nanoelectronica pe nanotuburi de carbon sau grafena este deja considerat unul dintre factorii care limiteaza evolutia in domeniu si, din acest motiv, este intens investigat. De fapt, in general, foarte putine lucruri din nanoelectronica nu se vor confrunta cu asemenea probleme. Pana la urma, va exista o anumita limita peste care nu se va putea trece. Dincolo de ea, semnalul util va deveni neputincios, adica se va ineca in zgomotul electronic produs de insusi suportul material prin care trece.
- Mai aveti timp sa va consacrati si altor probleme?
- Sunt obligat sa o fac. Ma ocup, printre altele, de conversia energiei solare.
- Timpul care va mai ramane - si cat va ramane - cui il dedicati?
- Imi plac pomii si viile toamna, merg la concerte si vernisaje, ascult muzica si citesc. Inca ma fascineaza realismul magic al lui Gabriel Garcia Marquez, pe care il admir pentru geniul cu care asociaza cuvinte si imagini de neimperecheat.
Alte articole

