Российские нобелевские лауреаты
В то время во многих журнальных публикациях и на различных научных
конференциях неоднократно говорилось о бесперспективности проведения работ
в этом направлении, т.к. многочисленные попытки реализовать приборы на
гетеропереходах не приходили к практическим результатам. Причина неудач
крылась в трудности создания близкого к идеальному перехода, выявлении и
получении необходимых гетеропар.
Но это не остановило Жореса Ивановича. В основу технологических
исследований им были положены эпитаксиальные методы, позволяющие управлять
такими фундаментальными параметрами полупроводника, как ширина запрещенной
зоны, величина электронного сродства, эффективная масса носителей тока,
показатель преломления и т.д. внутри единого монокристалла.
Для идеального гетероперехода подходили GaAs и AlAs, но последний почти
мгновенно на воздухе окислялся. Значит, следовало подобрать другого
партнера. И он нашелся тут же, в институте, в лаборатории, возглавляемой
Н.А. Горюновой. Им оказалось тройное соединение AIGaAs. Так определилась
широко известная теперь в мире микроэлектроники гетеропара GaAs/AIGaAs.
Ж.И. Алфёров с сотрудниками не только создали в системе AlAs – GaAs
гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, но и первый
в мире полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при
комнатной температуре.
Открытие Ж.И. Алфёровым идеальных гетеропереходов и новых физических
явлений – «суперинжекции», электронного и оптического ограничения в
гетероструктурах – позволило также кардинально улучшить параметры
большинства известных полупроводниковых приборов и создать принципиально
новые, особенно перспективные для применения в оптической и квантовой
электронике. Новый этап исследований гетеропереходов в полупроводниках
Жорес Иванович обобщил в докторской диссертации, которую успешно защитил
1970 году.
Работы Ж.И. Алфёрова были по заслугам оценены международной и
отечественной наукой. В 1971 году Франклиновский институт (США) присуждает
ему престижную медаль Баллантайна, называемую «малой Нобелевской премией» и
учрежденную для награждения за лучшие работы в области физики. Затем
следует самая высокая награда СССР – Ленинская премия (1972 год).
С использованием разработанной Ж.И. Алфёровым в 70-х годах технологии
высокоэффективных, радиационностойких солнечных элементов на основе
AIGaAs/GaAs гетероструктур в России (впервые в мире) было организовано
крупномасштабное производство гетероструктурных солнечных элементов для
космических батарей. Одна из них, установленная в 1986 году на космической
станции «Мир», проработала на орбите весь срок эксплуатации без
существенного снижения мощности.
На основе предложенных в 1970 году Ж.И. Алфёровым и его сотрудниками
идеальных переходов в многокомпонентных соединениях InGaAsP созданы
полупроводниковые лазеры, работающие в существенно более широкой
спектральной области, чем лазеры в системе AIGaAs. Они нашли широкое
применение в качестве источников излучения в волоконно-оптических линиях
связи повышенной дальности.
В начале 90-х годов одним из основных направлений работ, проводимых под
руководством Ж.И. Алфёрова, становится получение и исследование свойств
наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек.
В 1993...1994 годах впервые в мире реализуются гетеролазеры на основе
структур с квантовыми точками – «искусственными атомами». В 1995 году
Ж.И. Алфёров со своими сотрудниками впервые демонстрирует инжекционный
гетеролазер на квантовых точках, работающий в непрерывном режиме при
комнатной температуре. Принципиально важным стало расширение спектрального
диапазона лазеров с использованием квантовых точек на подложках GaAs. Таким
образом, исследования Ж.И. Алфёрова заложили основы принципиально новой
электроники на основе гетероструктур с очень широким диапазоном применения,
известной сегодня как «зонная инженерия».
Награда нашла героя
В одном из своих многочисленных интервью (1984 год) на вопрос
корреспондента: «По слухам, Вы нынче были представлены к Нобелевской
премии. Не обидно, что не получили?» Жорес Иванович ответил: «Слышал, что
представляли уже не раз. Практика показывает – либо ее дают стразу после
открытия (в моем случае это середина 70-х годов), либо уже в глубокой
старости. Так было с П.Л. Капицей. Значит, у меня еще все впереди».
Здесь Жорес Иванович ошибся. Как говорится, награда нашла героя раньше
наступления глубокой старости. 10 октября 2000 года по всем программам
российского телевидения сообщили о присуждении Ж.И. Алфёрову Нобелевской
премии по физике за 2000 год.
...Современные информационные системы должны отвечать двум простым, но
основополагающим требованиям: быть быстрыми, чтобы большой объем
информации, можно было передать за короткий промежуток времени, и
компактными, чтобы уместиться в офисе, дома, в портфеле или кармане.
Своими открытиями Нобелевские лауреаты по физике за 2000 год создали
основу такой современной техники. Жорес И. Алфёров и Герберт Кремер открыли
и развили быстрые опто- и микроэлектронные компоненты, которые создаются на
базе многослойных полупроводниковых гетероструктур.
Гетеролазеры передают, а гетероприемники принимают информационные потоки
по волоконно-оптическим линиям связи. Гетеролазеры можно обнаружить также в
проигрывателях CD-дисков, устройствах, декодирующих товарные ярлыки, в
лазерных указках и во многих других приборах.
На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие
диоды, используемые в дисплеях, лампах тормозного освещения в автомобилях и
светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые широко
используются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные
эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.
Джек Килби награжден за свой вклад в открытие и развитие интегральных
микросхем, благодаря чему стала быстро развиваться микроэлектроника,
являющаяся – наряду с оптоэлектроникой – основой всей современной техники.
Учитель, воспитай ученика...
В 1973 году А., при поддержке ректора ЛЭТИ А.А. Вавилова, организовал
базовую кафедру оптоэлектроники (ЭО) на факультете электронной техники
Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.
В невероятно сжатые сроки Ж.И. Алфёров совестно с Б.П. Захарченей и
другими учеными Физтеха разработал учебный план подготовки инженеров по
новой кафедре. Он предусматривал обучение студентов первого и второго
курсов в стенах ЛЭТИ, поскольку уровень физико-математической подготовки на
ФЭТ был высоким и создавал хороший фундамент для изучения специальных
дисциплин, которые, начиная с третьего курса, читались учеными Физтеха на
его территории. Там же с использованием новейшего технологического и
аналитического оборудования выполнялись лабораторные практикумы, а также
курсовые и дипломные проекты под руководством преподавателей базовой
кафедры.
Прием студентов на первый курс в количестве 25 человек осуществлялся
через вступительные экзамены, а комплектование групп второго и третьего
курсов для обучения по кафедре ОЭ проходило из студентов, обучавшихся на
ФЭТ и на кафедре диэлектриков и полупроводников Электрофизического
факультета. Комиссию по отбору студентов возглавлял Жорес Иванович. Из
примерно 250 студентов, обучавшихся на каждом курсе, было отобрано по 25
лучших. 15 сентября 1973 года начались занятия студентов вторых и третьих
курсов. Для этого был подобран прекрасный профессорско-преподавательский
состав.
Ж.И. Алфёров очень большое внимание уделял и уделяет формированию
контингента студентов первого курса. По его инициативе в первые годы работы
кафедры в период весенних школьных каникул проводились ежегодные школы
«Физика и жизнь». Ее слушателями были учащиеся выпускных классов школ
Ленинграда. По рекомендации учителей физики и математики наиболее одаренным
школьникам вручались приглашения принять участие в работе этой школы. Таким
образом набиралась группа в количестве 30...40 человек. Они размещались в
институтском пионерском лагере «Звездный». Все расходы, связанны с
проживанием, питанием и обслуживанием школьников, наш вуз брал на себя.
На открытие школы приезжали все ее лекторы во главе с Ж.И. Алфёровым. Все
проходило и торжественно, и очень по-домашнему. Первую лекцию читал Жорес
Иванович. Он так увлекательно говорил о физике, электронике,
гетероструктурах, что все его слушали как завороженные. Но и после лекции
не прекращалось общение Ж.И. Алфёрова с ребятами. Окруженный ими, он ходил
по территории лагеря, играл в снежки, дурачился. Насколько не формально он
относился к этому «мероприятию», говорит тот факт, что в эти поездки Жорес
Иванович брал свою жену Тамару Георгиевну и сына Ваню...
Результаты работы школы не замедлили сказаться. В 1977 году состоялся
первый выпуск инженеров по кафедре ОЭ, количество выпускников, получивших
дипломы с отличием, на факультете удвоилось. Одна группа студентов этой
кафедры дала столько же «красных» дипломов, сколько остальные семь групп.
В 1988 году Ж.И. Алфёров организовал в Политехническом институте физико-
технический факультет.
Следующим логическим шагом стало объединение этих структур под одной
крышей. К реализации данной идеи Ж.И. Алфёро
| |  скачать работу |
Российские нобелевские лауреаты |
