Сплавы магнитных переходных металлов
Жорес Иванович Алферов родился в Белоруссии, в Витебске, 15 марта 1930 г. Необычное имя – Жорес отец, старый большевик, дал ему в честь Жана Жореса, основателя Французской социалисти- ческой партии. Детство, война, школа, Победа…
В 1953г. выпускник факультета электроники Леннинградского электротехнического института имени В. И. Ленина стал младшим научным сотрудником Физико-технологического института АН СССР имени А. Ф. Иоффе. С первых дней работы молодой ученый принял участие в работах по традиционной для института тематике – физике полу-проводников. В начале 1950-х шли активные исследования полу-проводниковых устройств – транзисторов, созданных в 1949 г. в США Дж. Бардиным, У.Браттейном и У. Б. Шокли. Одновременно проводились интенсивное изучение свойств полупроводников. Вот тут-то и встали проблемы очистки полупроводников и их легирования. Кандидатская диссертация Жореса Алферова, защищенная в 1961 г., и была посвящена способам получения сверхчистых германиевых и кремниевых кристаллов.
Получение сверхчистых полупроводников стало очень важным этапом на пути создания новых полупроводников. При изучении эпитаксии обнаружилось, что этот процесс возможен не только при кристаллиза- ции одного вещества. Подложка и нарастающий кристалл могут иметь различную природу. Меняя параметр одной из решеток (например, вводя примеси), можно управлять ее свойствами. Вот тут-то и прозвучало новое слово – гетеропереход (контакт двух различных по своему химическому составу полупроводников).
После защиты кандидатской диссертации Жорес Алферов принялся за исследование гетеропереходов. Младший научный сотрудник Физтеха был упрямым, целеустремленным и честолюбивым. Исполь-зуя опыт получения сверхчистых проводников, наращивания эпитаксиальных слоев, он учился воздействовать на свойства полу-проводниковых гетеропереходов, анализировал особенности получен-ных структур, их чувствительность к внешним воздействиям – свету, изменению температуры, элетрическим и магнитным полям. Тонкий физический эксперимент – дело увлекательное, но невероятно трудо-емкое. Успех достается не просто талантливому – успех достается талантливому и трудолюбивому. Ж. Алферов заканчивал работу в час ночи.
Шестидесятые и семидесятые годы были своеобразным временем в мире и в Советском Союзе. Холодная война. Государство понимало, что без развитой науки в современном мире безопасности быть не может. Финансирование научных исследований было в то время самым высоким в истории России. И ученым, несмотря ни на что, давали возможность регулярно знакомится с научными достижениями зарубежных коллег, да и общаться они могли – на симпозиумах, кон-грессах конференциях… Жизнь советских людей трудно было назвать обеспеченной и комфортной, но ученый физик имел возможность работать и не думать о куске хлеба… И если не обращать внимания на бытовые проблемы вроде отсутствия нормального жилья, - жизнь мог-ла считаться просто замечательной.
К Алферову приходило уважение все более широкого круга коллег.
Его необычное имя приобретало международную известность.
В 1964 г. он впервые попал во Францию, на международную кон-ференцию по физике полупроводников. Французы совершенно точно знали, что Жорес – это фамилия (вспомнили Жана Жореса), стало быть, Алферов – это такое русское имя. У русских всякое бывало – Маркслен, Трактор, Ревмира (Революция Мировая)… Как раз тогда дети, рожденные в 1920 – 30-е годы и “награжденные” такими фантастическими именами, выросли и начали приобретать известность… И французы – члены оргкомитета – выдали Ж. Алфе-рову нагрудный значок с надписью “А. Жорес”. Можно было при-нять как данность, но Алферов нашел изящный выход. Он превратил букву “А” в радиотехнический символ полупроводникового диода, а после слова “Жорес” приписал – “Алферов”. Так американские физики побежали в оргкомитет с обидой – почему русскому значок выдали ‘фирменнее”, чем всем остальным…
В том же году статус Алферова в Физтехе повысился: он стал старшим научным сотрудником. Спустя три года он уже возглавил собственную лабораторию, в которой велись исследования полупроводниковых гетеропереходов.
Многослойные полупроводники усложнялись, в них вносились все новые и новые добавки, тончайшие слои – в несколько атомов! – укладывались в заданные конструкции. Крохотные кристаллики оказались способными заменить громадные, состоящие из сотен и тысяч элементов радиосхемы – с резисторами, конденсаторами, лампами. Появились полупроводниковые усилители, светоизлучаю-щие диоды, полупроводниковые фотоэлементы, солнечные батареи.
Заслуга Жореса Ивановича Алферова получали все более и более широкое признание. Уважение колег, авторитет в науке. Кажется, не жизнь, а безупречное триумфальное шествие человека, которому все возможное и невозможное судьба преподнесла на блюдечке с золотой каемочкой. Так ли это на самом деле?
В жизни обычного человека, который с работы приходит в шесть часов вечера к любимой жене и детям, есть кое-что недоступное ученым, особенно тем, кто увлечен и поглощен своей работой. Ученый никогда не возвращается домой до конца – так, чтобы снять пальто и сказать домашним: “Я ваш!” – и свободный вечер провести, например, в театре с любимой женой. Скорее всего, родные увидят только его заты-лок, склонившийся над письменным столом. И если в квартире всего одна комната – вряд ли домашним удастся посмотреть телевизор. При необходимости сделать выбор – купить новую научную монографию или новую кастрюлю – физик выберет моно-графию. Особенно если кастрюля всего лишь стала пегой от ста-рости, но еще не протекает. А если встанет выбор – сделать ремонт в квартире или во время отпуска провести серию экспериментов, - будьте уверены, эксперимент состоится, а вот ремонт… И поверьте, дело не в том, что ученые не любят своих близких. Просто люди, как правило, судят о других по себе. Поэтому физик не понимает, как все остальные могут не верить, что работа – это страсть, и отречение от нее – смерти подобно, и невозможность по-работать это как невозможность поесть, даже, пожалуй, хуже.
Первый брак Жореса Ивановича распался. Почему? Сам Алферов рассказывает: “В пер-вый раз я женился очень быстро. И почти сразу понял: совершил огромную ошибку. Разводится очень долго – полтора года. Я оставил свою комнату бывшей жене. И дочке”.
Нормальный человек, оказавшись, по сути дела, на улице, начал бы метаться в поисках жилья. Но Алферов не стал терять на это время. Домом для бездомного физика стал родной Физтех.
Работы по исследованию полупроводников продолжались.
Появились полупроводниковые лазеры. В отличие от лазеров других типов в полупроводниковых используются квантовые пере-ходы между энергетическими уровнями гете-роструктурного полупроводника. В полупроводниковой активной среде можно добиться очень больших показателей оптичес-кого уселения света, необходимых для создания лазерного излучения. Благодаря этому обстоя-тельству размеры активного элемента полупроводникового лазера очень малы – от 50 мкм до 1 мм. Такой лазер не только компактен – у него малая инерционность (проще говоря, он начинает работать сразу после включения – разогреваться ему не надо), высокий для лазера коэффицент полезного действия – до 50 процентов и самое главное –длина волны такого лазера может быть при необходимости изменена.
Долго физики не могли решить очень важную проблему – полу-проводниковые лазеры устойчиво работали только при низких температурах. Например, первые лазеры, созданные на соединениях галлия и мышьяка, работали в диапазоне от 4о до 20о К! Понятно, что массовое использование такого прибора нереально Лаборатория Алферова добилась своего – полупроводниковые лазеры заработали
при комнатных температурах.
…Думать о житейских неурядицах было некогда, надо было работать. Тем более что где-то в Америке, голова в голову, к тем же целям шли американские ученые. Соперники? Да. Соратники? Несомненно. Научные заслуги Жореса Ивановича Алферова они ценили не меньше, чем свои, советские коллеги. Соперничество в науке не было антагоническим.
Жизнь продолжалась Жорес Иванович встретил женщину, которая стала ему женой и верным другом. Он увидел ее на пляже в Сочи – поехал с другом отдохнуть на майские праздники. Симпатичная женщина оказалась серьезным инженером и так же, как и Алферов, понимающей влюбленность в науку: она работала на одном из пред-приятий, занимающихся разработкой космической техники. И Алфе-ров начал летать из Ленинграда в Москву – на свидания. Каждую неделю. На выходные. Тамара Георгиевна переехала в Ленинград – она поняла, что больше не может расстаться с Физтехом. В 1972г. у них родился сын Иван, и в том же году Жорес Иванович был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР.
К Алферову пришло международное признание. Я позволю себе привести список наград, присужденных Жоресу Ивановичу:
* медаль Баллантайна от Франклиновского института (США, 1971)
* Ленинская премия (СССР, 1972)
* Премия компании Хьюлетт-Паккард (США, 1978)
* Государственная премия (СССР, 1984)
* Премия международного симпозиума по соединениям GaAs и медаль Х.Уолкера (1987)
* Премия Карпинского (ФРГ, 1989)
* Премия Иоффе (РАН, 1996)
Алферов был избран почетным членом тринадцати академий и научных обществ в семи странах мира.
В 1979 г. коллеги избрали его действительным членом Академии наук СССР (ныне – РАН). Уже одиннадцать лет он является вице-президентом и возглавляет ее Санкт-Петербургское отделение. С 1987г. Ж. Алферов – во главе родного института.
Ж. Альферов (теперь еще и депутат Гос. Думы России) сказал, что его главная цель – помоч образованию и науке. За последние пят-надцать лет государственное финансирование российской науки сократилось в 25 раз. Потому, что зарплата научного сотрудника в институтах РЕН составляет от одной десятой до одной пятой части прожиточного минимума. Потому, что зарплата профессора в рос-сийских вузах не позволяет покупать книги – стоимость десяти книг равна этой зарплате. Потому, что, глядя на все это, молодые ученые уезжают из России, обескровливая отечественную науку, культуру, образование. Не просто хотят больших денег, выполнение научной работы требует определенных расходов, а уход в бизнес, даже успешный, - это смерть для ученого: деньги будут, их вполне можно заработать в России, но ведь расплачиваться придется потерей
чего-то очень важного, когда ты – уже не ты, и то, что ты любил, - уже не для тебя…
Академик Алферов пришел в Думу затем, чтобы избавить моло-дых ученых России от этого страшного выбора – потерять Родину или потерять себя. Потому, что физик, разбираюшийся в усилении сигналов, знает: если твой голос не могут услышать, найди возмо-жность употребить энергию какой-то системы, рассеивающуюся в пространстве, для усиления полезного сигнала!
Голос Ж. И. Алферова наконец-то услышан не только коллегами.
Ученые всего мира, занимающиеся проблемами физики твердого тела, знают его работы. Он автор четырех книг, 50 изобретений и более 400 научных статей. И сегодня он продолжает свои ис-следования. Невиданные перспективы открылись перед учеными именно благодаря новым способом обработки информации. Пред-варительно выполнив численное моделирование процесса, можно создать упорядоченную структуру, уложив в цепочку заданной конфигурации атом за атомом. Размер таких структур – уже не микро-, а нанометры. Не одна миллионная, а одна миллиардная доля метра! Мы не можем себе представить такое крошечное устройство, а академик Алферов уже знает, как оно будет работать. На смену микроэлектронике приходят нанотехнологии.
Академик Алферов, никогда не задумывавшийся о собственном комфорте, много сделал для того, чтобы в новом веке нам было хорошо работать.
А чтобы не переводились в России физики, при Физико-технологическом институте имени А. Ф. Иоффе создана школа. Туда набирают ребят с восьмого класса, учат физике и математике, и не только. Скоро в школьной театральной студии премьера очередного спектакля. Ж. Алферов: “Я там тоже задействован. Буду рычать пару раз”. Когда-то, одиннадцатилетним мальчиком, он собирал полный зал во Дворце культуры комбината, где работал его отец, - читал Зощенко! Так вот, часть Нобелевской премии Алферов решил передать в школу. Чтобы было кому работать в Физтехе.
10 октября 2000 года информационные агентства мира распро-странили сообщение: “Шведская Королева Академия наук при-судила Нобелевскую премию по физике за фундаментальные работы по информационным и коммуникационным технологиям. Премия разделена на разные части. Половина премии присуждена Жоресу Ивановичу Алферову (Физико-технологический институт имени А. И. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия) и Герберту Кремеру (Калифорнийский университет Санта-Барбары, США) за ис-следования полупроводниковых гетероструктур в высокоско-ростной электронике и оптоэлектронике. Вторая половина премии присуждена Джеку Килби (компания Texas Instruments, Даллас, США) за участие в разработке микросхем”.
Член Королевской Академии наук Швеции Герман Гриммайс заявил, что работа этих трех человек бесценна для развития современных информационных технологий: “Без Д. Килби было бы невозможным создание персональных компьютеров, а без Ж. Алферова невозможно было бы передавать информацию через спутники”.
4