Alferov Nobelov nagrajenec. Nobelov nagrajenec Žores Alferov: "Izobraževanje mora biti brezplačno"

Tehnika in internet 04.09.2019

Tehnika in internet

Zakaj ruski znanstveniki ne prejmejo Nobelove nagrade, naj se učitelji ukvarjajo z znanostjo, ali je vredno znanstvenike soditi po publikacijah in zakaj sta digitalizacija in kriptovalute nevarni?

— Žores Ivanovič, štiri mesece je minilo, odkar je RAS vodil Aleksander Sergejev. Na volitvah ste podprli drugega kandidata, Genadija Krasnikova. Kako ocenjujete delo novega vodstva Akademije?

- Najprej želim povedati, da ne glede na to, koga bomo izbrali, bo novi predsednik Akademije znanosti še vedno moral izjemno trdo delati iz zelo preprostega razloga. Uspešen razvoj znanosti je mogoč le pod enim pogojem. Po znanosti morata najprej povpraševati gospodarstvo in družba. To je glavna stvar. Če po znanosti povprašujeta gospodarstvo in družba, potem lahko tudi vlada, politični vrh naredi zelo velike napake. Kot primer napake, ki je povzročila ogromno škodo razvoju naše znanosti, naše biologije, lahko navedem Lisenkovo sejo leta 1948, gibanje proti moderni genetiki in temu, kar se je takrat imenovalo mendelizem-morganizem. To je bila največja napaka, a so jo že takrat nekako uspeli popraviti.

Seveda so bila mnoga področja, vključno z gospodarstvom, zaman politizirana, vse pa je bilo pripeljano predaleč pod zahteve marksizma-leninizma. Z vsem tem je bil izpolnjen glavni pogoj: naše gospodarstvo in družba sta potrebovala znanost. In tako se je uspešno razvilo. Akademija znanosti ZSSR je bila po vsem svetu priznana kot največja in vodilna znanstvena organizacija. Predsedniki akademije Sergej Ivanovič Vavilov, Aleksander Nikolajevič Nesmejanov, najboljši predsednik v zgodovini akademije Mstislav Vsevolodovič Keldiš, Anatolij Petrovič Aleksandrov so bili znani znanstveniki in so veliko prispevali k znanosti. Njihove največje znanstvene dosežke lahko imenujem še danes. Sergej Ivanovič Vavilov bi, če bi živel še malo dlje, postal Nobelov nagrajenec. Delo Aleksandrova na razmagnetenju ladij je ohranilo našo floto med vojno, po vojni pa je bil ustvarjalec naše atomske flote. Nesmeyanov in Keldysh sta ustvarjalca številnih novih področij znanosti. Poleg tega sta Gury Marchuk in Yury Osipov naredila veliko za rešitev Akademije. In potem se je zgodilo najhujše. Celotno visokotehnološko gospodarstvo države, ustvarjeno z znojem in krvjo mnogih generacij, je bilo uničeno. In posledično gospodarstvo in družba nista več povpraševala po znanosti.

Seveda je Akademija leta 2013 doživela velik udarec. Panožna znanost je propadla, ker so propadle visokotehnološke industrije. Visokošolska znanost je finančno sklenila gospodarske pogodbe z industrijo. RAS smo nekako obdržali na račun proračuna, ni pa bilo mogoče združiti RAS, Akademije kmetijskih znanosti in Akademije medicinskih znanosti. Nemogoče je bilo takoj ustvariti tako velikansko akademijo. Potem je bilo sprejeto nov zakon Ruske akademije znanosti v organizaciji Zvezne agencije za znanstvene organizacije. Znanstveniki razvijajo znanost in vse, na čemer se ta znanost dela, je bilo znanstvenikom odvzeto. Seveda so bila tudi kazniva dejanja, v mnogih inštitutih so prostore oddajali. A s temi stvarmi se je bilo treba boriti posebej, ne pa Akademiji odnesti vsega. Najbolj smiselno bi bilo, da bi kot v tridesetih letih celotno gospodarstvo akademije prenesli na upravo akademije znanosti, z imenovanjem vodje uprave akademijskih poslov usklajeno z vlado.

Kar zadeva novo vodstvo, lahko rečem, da je Aleksander Mihajlovič Sergejev dober fizik, zagotovo ima dobro delo v fiziki. Ima neskončno težko delo. Vlada in vodstvo države morata razumeti preprosto stvar: le na podlagi sodobnih znanstvenih raziskav lahko v državo vrnemo tako nove tehnologije kot nova podjetja. Pred kratkim sem bil obveščen o grozljivih številkah o tem, kdo in kako je lastnik našega največja podjetja. Ne vem, kako stvari dejansko stojijo, a bojim se, da smo v nekaterih pogledih danes v položaju iz leta 1913, ko je toliko visoko razvitih industrijske tehnologije bili v rokah zahodnih podjetij in zahodne države.

— Pogosto govorite o pomanjkanju povpraševanja po znanosti s strani gospodarstva in družbe. Z gospodarstvom je vse bolj ali manj jasno, mnogi ugotavljajo, da nimamo popolnega cikla "temeljna - iskanje - uporabna znanost". Toda zakaj družba ni potrebovala znanosti?

- Torej je ni ravno zato, ker gospodarstvo po znanosti ne povprašuje. Zaradi velikih praktičnih napak, kot posledica, priznam, zahrbtnega delovanja nekaterih skupin v poznih 80. in zgodnjih 90. letih, smo se znašli v situaciji, ko so res bile prazne police, bila je gospodarska kriza. Čeprav na splošno v 60. in 70. letih ni bilo tako. V 80. letih je bila celo taka šala, da so bile police v trgovinah prazne, vsi pa so imeli doma polne hladilnike. Ko se pogovarjamo o problemih ekonomije, med drugim kolegom fizikom priporočam branje članka največjega fizika in znanstvenika 20. stoletja in po mojem mnenju največjega znanstvenika vseh časov, Alberta Einsteina. Maja 1949 je objavil članek z naslovom »Zakaj socializem?«. Na samem začetku tega članka je zapisal, da imajo fiziki vso pravico ocenjevati gospodarstvo in ekonomski razvoj, saj gre pravzaprav za nove oblike razvoja, ki jih sodobni ekonomisti ne morejo ovrednotiti, saj poznajo samo ekonomijo kapitalističnega obdobja. Eden od temeljnih sklepov tega Einsteinovega članka je, da ima kapitalizem zakonsko pravico drug drugemu jemati in drug drugega ropati. Množica ljudi, ki ima lastnino, jo začne odvzemati in tega ne počne v nasprotju z zakonom, ampak v skladu z zakonom.

Drugič, Einstein poudarja, da kapitalistična družba rodi oligarhijo in oligarhe, proti katerim se je nemogoče boriti z demokratičnimi metodami. Ugotavlja tudi, da kapitalizem ne prinaša samo tako strašne ekonomije in zakonitega odvzema lastnine drug drugemu, ampak povzroča veliko škodo tudi izobraževalnemu sistemu, kjer se mladi vzgajajo v duhu "kako prvi zagrabiti" . Izhod je videl le v socializmu in planskem gospodarstvu. Einstein jih je imel za glavno pot človeškega razvoja. Opozoril pa je, da je tudi v planskem gospodarstvu mogoče ustvariti takšne pogoje za zasužnjevanje posameznika, pod katerimi se bo vse drugo zdelo kot svoboda.

Druga stvar, ki je z mojega vidika glavna, je, da za našo državo ni drugega izhoda kot ustvarjanje novih tehnologij, ki temeljijo na znanstvenih raziskavah in podjetjih, ki jih na Zahodu ni. Hkrati pa moramo razumeti, da moramo razvijati izobraževanje. To delam na svoji mali univerzi. Tu je 200 dijakov, 240 dodiplomskih študentov, 150 magistrskih študentov, 40 podiplomskih študentov. Poučujemo fiziko, matematiko, programiranje, osnove biologije in medicine, seveda fiziko kondenziranih snovi ter naše heterostrukture, njihovo uporabo v elektroniki. Otrokom je težko, a se na koncu dobro učijo. Znanost nastaja iz sinteze bližnjih področij, kot je bilo prej, je zdaj in bo v prihodnosti. Zmaga tukaj je lahko samo, če lahko trenirate in pravilno ugibate ta navodila. In pravi znanstvenik bi moral vedno poučevati. Lahko so izjeme, a praviloma naj poučuje.

- In univerzitetni profesorji bi se morali ukvarjati z znanstvenim delom?

- In učitelj bi se moral ukvarjati z znanstvenim delom. To počnemo na univerzi. Če je oseba nagnjena k poučevanju, ima lahko manjši obseg raziskovalno delo. Vendar je treba narediti oboje. Kar zadeva izobraževanje, bi moralo biti brezplačno, in to je bil naš dosežek v Sovjetski čas. Kako lahko za to vzamete denar in dajete prednost ljudem, sploh ne zaradi njihovih sposobnosti?

— Žores Ivanovič, še nekaj vprašanj o trenutnih dejavnostih Akademije. Zdaj FASO ocenjuje uspešnost znanstvenih ustanov in jih deli v tri kategorije. Kaj misliš o tem?

— Negativno. Pa tudi delo pri razporeditvi znanstvenikov po razredih in stopnjah, glede na to, koliko objav imajo in v katerih revijah. Lahko rečem, da bi bil v zelo šibki skupini, če bi me ocenjevali po publikacijah, za katere sem prejel Nobelovo nagrado. Na primer, v Sankt Peterburgu obstajajo inštituti na področju fiziologije in biomedicinskih raziskav. Kako primerjati, recimo, Inštitut za fiziologijo I.P. Pavlov in Inštitut za evolucijsko fiziologijo in biokemijo po imenu I.M. Sechenov? Gre za različne inštitute, z različnimi področji raziskovanja fiziologije. Da ločiš ustanove, ki spadajo v isto panogo različne kategorije, ni nič dobrega. Lahko so kakšne zamere, boj med institucijami je nejasno za kaj.

- Toda tisti, ki spada v prvo kategorijo, bo prejel več denarja kot tisti, ki konča v drugi.

- Od februarja 1989 do decembra lani sem bil predsednik Sanktpeterburškega znanstvenega centra Ruske akademije znanosti. Pred ustanovitvijo FASO so bili inštituti del oddelkov, hkrati pa je njihovo delo nadzorovalo naše predsedstvo, organizirali smo interakcijo akademskih inštitutov z industrijskimi inštituti in univerzami. Nato je bilo zaradi reforme odločeno, da takšni centri niso potrebni. Sanktpeterburški znanstveni center je ostal, vendar že kot proračunska znanstvena ustanova, kot majhen znanstveni inštitut. Decembra lani me je g. Kotyukov odpustil z mesta predsednika centra, ne da bi rekel "hvala". Na naši Akademiji to na splošno ni sprejeto. To bom mirno preživel, a o tem govorim zato, da pokažem stil dela vodje FANO.

— Zdaj duma aktivno razpravlja o novem zakonu o znanosti. Ministrstvo za izobraževanje in znanost aktivno zagovarja ta zakon, Ruska akademija znanosti pa mu nasprotuje. Kaj menite o tem zakonu?

— Mislim, da ni treba spreminjati sedanjega zakona o znanosti, sprejetega leta 1996. Nič ni narobe z njim, se je odzval na spremembe, ki so se zgodile v državi. In namesto novega zakona bi morali sprejeti nove amandmaje, ki jih narekuje trenutno stanje v gospodarstvu in se jim ni mogoče izogniti.

Pojdimo k Nobelovim nagradam. Že 15 let ruski znanstveniki, če ne upoštevamo Andreja Geima in Konstantina Novoselova, niso prejeli niti ene nagrade. Večkrat ste omenili, da je npr. najnovejše nagrade kemije so bile predstavljene kot raziskave na področju biokemije, vendar takega razreda dela nimamo. Ali v Rusiji zdaj obstajajo študije in znanstveniki, ki bi lahko prejeli Nobelovo nagrado?

– Ne morem takoj našteti del Nobelove ravni, ki so jih v Rusiji opravili ruski znanstveniki, niti v fiziki, niti v kemiji, niti v fiziologiji ali medicini. Geim in Novoselov sta super, imata dobro delo na grafenu, vendar je v celoti narejeno v tujini. Našo zadnjo Nobelovo nagrado smo leta 2003 prejeli Vitalij Ginzburg in Aleksej Abrikosov za njuno delo na teoriji superprevodnosti v petdesetih letih 20. stoletja. Nobelovo nagrado sem prejel za delo, opravljeno v poznih 60. letih.

Pogosto pravimo, da Nobelov odbor ni podelil nagrad našim znanstvenikom, čeprav so bila vredna dela. Najprej bi rad omenil, da so bile vse Nobelove nagrade za fiziko in kemijo podeljene znanstvenikom treh inštitutov: FIAN, Phystech in Physical Problems, tam so bile prave znanstvene šole svetovnega razreda. Verjetno odkritje elektronske paramagnetne resonance Jevgenija Zavojskega in izjemno delo na področju polprevodniške optike, vključno z napovedjo in odkritjem "ekscitona" Jakova Frenkela, Jevgenija Grossa in Leonida Keldiša, verjetno "niso imeli časa" prejeti Nobelove nagrade. Nagrada.

— Pravite, da med znanstveniki, ki živijo v Rusiji, ni nikogar, ki bi podelil Nobelove nagrade. Naj država vrne tiste, ki so odšli delat v tujino? Ali so državni programi potrebni?

- Prvič, o podeljevanju Nobelovih nagrad ne govorim ničesar in o tem nimam pravice govoriti. Tisti, ki so odšli in uspešno delajo v tujini, imajo tam praviloma že družino, prijatelje in položaj. Prišli bodo k nam, če bodo plačani veliko denarja, opravili delo na nepovratna sredstva in se vrnili. Kdor tam ni uspel, tudi tukaj ni potreben.

»So pa uspešni znanstveniki, ki se sami vrnejo. Na primer, kristalograf Artem Oganov, ki je uspešno delal v ZDA, na Kitajskem in se nato vrnil v Rusijo. In po njegovih besedah tukaj zelo dobro živi.

»Znanstveniki lahko prihajajo posamično, a uvedite program vračanja naših znanstvenikov, ki so odšli v tujino ... Tega ne bi naredil. Ponavljam, tisti, ki je bil tam uspešen, bo prišel k nam samo po veliko štipendijo in spet odšel. Tisti, ki tam ni mogel narediti ničesar, tudi tukaj ni potreben. Torej noben državni program ni potreben. Najprej je treba spremeniti višino plač znanstvenih delavcev. Ker so danes zelo nizke.

- Voditelji FANO in Ministrstva za izobraževanje in znanost običajno odgovarjajo, da tisti, ki želijo zaslužiti dostojen denar, tudi zaslužijo. Za to obstajajo štipendije in programi. In tisti, ki res ne želijo zaslužiti, dobijo svojih 15 tisoč.

- Denar lahko zaslužite na različne načine. Obstajajo znanstveniki, ki za isto delo prejmejo pet štipendij od različnih štipendistov. In takih ljudi je veliko. Da, zaslužijo, ampak kako? Ko človek prejme pet štipendij za eno službo, je lopov. Obstajajo veliki znanstveni projekti, v katerih moramo sodelovati, če želimo napredovati v znanosti. V sovjetskih časih smo si lahko privoščili sodelovanje pri številnih velikih projektih. Danes je treba sodelovanje v takšnih projektih pristopiti zelo previdno. V mnogih primerih je veliko bolj donosno sodelovati v zahodnem projektu kot pa to početi tukaj. Te odločitve bi morala sprejeti Akademija znanosti.

Po mojem mnenju je tudi narobe, da je Inštitut Kurčatov, dober znanstveni inštitut, postal drugo znanstveno središče, ki poskuša igrati vlogo a la Akademija znanosti. Ko je Inštitut Kurchatov začel vključevati ustanove, ki niso imele nobene zveze z njegovim profilom. Vemo, zakaj se to počne. Poglejte, koliko denarja je za raziskovalca na inštitutu Kurčatov in na inštitutih Ruske akademije znanosti. Je prav? In če poskušate poimenovati največje znanstvene dosežke, potem se niti Ruska akademija znanosti niti Inštitut Kurchatov nimata s čim pohvaliti. RAS ima še več razlogov za takšno hvalisanje.

»Zdaj dobiva zagon digitalizacija znanosti, izobraževanja, vsega na svetu. Vsi razpravljajo o blockchainu, kriptovalutah. Kaj si misliš o tem? Kako se bo spremenil obraz znanosti in znanstvenika?

- Najprej bi morali raziskovalci, tudi kreatorji digitalne ekonomije in digitalizacije, k tej zadevi pristopiti zelo previdno. Z mojega vidika začenja delati velika ekipa prevarantov. Treba je ugotoviti. Kriptovalute so odličen primer ekipe prevarantov. Danes na žalost med znanstveniki postaja priljubljeno načelo prejemanja velikih dodatnih sredstev, ne nujno za vredne projekte. In v digitalizaciji se to lahko zgodi še pogosteje kot na drugih področjih.

Žores Alferov je živa legenda ruske znanosti. Znanstvenik, katerega odkritja so postala osnova za ustvarjanje sodobnih elektronskih naprav. Našega sveta si ni več mogoče predstavljati brez laserjev, polprevodnikov, LED in omrežij z optičnimi vlakni. Vse to je postalo dostopno človeštvu zahvaljujoč izumom Zhoresa Alferova in mladih znanstvenikov, ki jih je vzgojil.

Zasluge ruskega (v preteklosti - sovjetskega) fizika so zelo opazne na vseh koncih Zemlje in celo v vesolju. Asteroid (3884) Alferov nosi ime nagrajenca Nobelova nagrada, akademik Ruske akademije znanosti in častni član mednarodnih znanstvenih skupnosti.

Otroštvo in mladost

Otroštvo znanstvenika je padlo na težka leta. Svet se je zelo spremenil, odkar se je v družini komunistov Ivana Karpoviča Alferova in Ane Vladimirovne Rosenblum rodil najmlajši sin. Starši so svojega najstarejšega sina poimenovali Marx (umrl je l zadnji dnevi Bitka Korsun-Ševčenkovski), najmlajši pa je bil imenovan v čast Jeana Zhoresa, vodje francoskih socialistov.

Družina Zhoresa Alferova: starši in brat

Otrok, rojen 15. marca 1930 v Vitebsku, je pred vojno s starši uspel potovati po gradbiščih Stalingrada, Novosibirska, Barnaula in Syasstroya. Če bi družina Alferov ostala v Belorusiji, bi lahko svetovna znanost utrpela veliko izgubo, ne da bi sploh vedela zanj. Državljanstvo Anne Rosenblum bi povzročilo smrt matere in sina v rokah nacistov.

Med drugo svetovno vojno je družina živela v regiji Sverdlovsk, vendar bodoči znanstvenik takrat ni imel možnosti za normalno šolanje. Vendar je Zhores po vrnitvi v Minsk hitro nadoknadil izgubljeni čas. Šolo končal z zlato medaljo. Zdaj se ta šola imenuje Gimnazija št. 42 in nosi ime slavnega učenca.

Učitelj fizike Yakov Borisovich Meltserzon je opazil mladeničeve sposobnosti in mu priporočil, naj vstopi na energetski oddelek Beloruske politehnične univerze. Po odločitvi o obsegu znanstvenih interesov je Alferov prešel na LETI. Leta 1952 je začel svojo znanstveno kariero.

Znanost

Diplomant je sanjal o delu na Phystechu pod vodstvom Abrama Fedoroviča Ioffeja. Fizikalno-tehniški inštitut je bil v povojnem času legenda. V šali so ga imenovali "Joffejev vrtec" - tam so mladi odraščali in. Tam je Žores Ivanovič postal del ekipe, ki je ustvarila prve sovjetske tranzistorje.

Tranzistorji so postali tema doktorske disertacije mladega znanstvenika. Kasneje se je Žores Ivanovič preusmeril na študij heterostruktur (umetni kristali) in gibanja svetlobe ter drugih vrst sevanja v njih. V njegovem laboratoriju so delali z laserji, že leta 1970 so tam ustvarili prve sončne baterije na svetu. Opremljeni so bili s sateliti, z elektriko so oskrbovali orbitalno postajo Mir.

Pouk uporabnih naravoslovnih predmetov je potekal vzporedno s pedagoškim delom. Žores Ivanovič je pisal knjige in članke. Vodil je oddelek za optoelektroniko in osebno izbiral študente. Šolarji, navdušeni nad fiziko, so obiskovali njegova letna predavanja "Fizika in življenje".

Zdaj na Akademski univerzi, katere stalni rektor je Zhores Alferov, je licej "Fizično-tehnična šola". Licej je nižja raven znanstvene in izobraževalne ustanove, ki vključuje tudi močno raziskovalno središče. Prihodnost ruske znanosti akademik vidi v dijakih liceja.

»Prihodnost Rusije sta znanost in tehnologija, ne prodaja surovin. In prihodnost države ni z oligarhi, ampak z enim od mojih študentov.«

Ta citat iz javno nastopanjeŽores Ivanovič razkriva znanstvenikovo vero v zmago radovednega uma nad željo po obogatitvi.

Osebno življenje

Morda so prvi znanstveni uspehi znanstvenika prispevali k neuspehu v njegovem osebnem življenju. Prvi zakon Zhoresa Ivanoviča je razpadel s škandalom. Lepa žena je ob ločitvi s pomočjo vplivnih gruzijskih sorodnikov tožila moževo stanovanje v Leningradu. V lasti Alferova sta ostala le motocikel in zložljiva postelja, na kateri je preživel noč v laboratoriju. Prekinitev odnosov je povzročila popolno izgubo odnosa med očetom in hčerko.

Drugi znanstvenik se je poročil šele leta 1967 in ta poroka je prestala preizkus časa. Zhores je skupaj s Tamaro Darskaya vzgojil hčerko Irino in skupnega sina Ivana. Rojstvo sina je sovpadlo z drugim dogodkom v njegovi biografiji - prejemom Leninove nagrade. Otroci so že zdavnaj odrasli, Zhores Ivanovich je uspel postati dedek. Ima dva vnuka in vnukinjo.

Zadnja leta

Avtoriteta znanstvenika v svetovni znanosti temelji na več kot 500 znanstvenih člankih in skoraj sto izumih. Toda dejavnost Nobelovega nagrajenca ni bila omejena na fiziko. Poleti 2017 je imel akademik v stenah Samare univerze odprto predavanje na temo: "Albert Einstein, socializem in sodobni svet", kjer je razkril vprašanja interakcije med znanstveniki in vladarji.

V svojih govorih je znanstvenik stanje znanosti v Rusiji označil za grozljivo in zagovarjal pravice Ruske akademije znanosti do samouprave in dostojnega financiranja. Znanstvenik je menil, da mora država državljanom zagotoviti brezplačno zdravstveno varstvo, izobraževanje in stanovanja, sicer je ta struktura neuporabna.

Žores Ivanovič je bil neposredno vpleten v vlado. Leta 1989 je bil izvoljen za ljudskega poslanca ZSSR iz Akademije znanosti. Od takrat je bil akademik nenehno izvoljen v rusko dumo, ki je aktivno branil interese znanstvenikov in navadnih državljanov.

Avgusta 2017 je revija Forbes Žoresa Alferova uvrstila med 100 najvplivnejših Rusov prejšnjega stoletja. Nobelov nagrajenec je bil kljub precejšnji starosti na videih in fotografijah videti vesel in samozavesten.

Smrt

2. marec 2019 Žores Alferov v starosti 88 let. Kot je novinarjem povedal glavni zdravnik bolnišnice Ruska akademija Oleg Chagunava, vzrok smrti Nobelovega nagrajenca je bila akutna kardiopulmonalna odpoved. Na predvečer Alferova so ga zdravniki več mesecev opazovali zaradi hipertenzije.

Organizacijo pogreba slavnega fizika je prevzela Komunistična partija Ruske federacije.

Nagrade in dosežki

1959 - red znaka časti
1971 - Medalja Stuarta Ballantyna (ZDA)
1972 - Leninova nagrada
1975 - Red delavskega rdečega transparenta
1978 - Hewlett-Packardova nagrada (Evropsko fizikalno društvo)
1980 - red oktobrske revolucije
1984 - Državna nagrada ZSSR
1986 - Red Lenina
1987 - zlata medalja Heinricha Welkerja (GaAs simpozij)
1989 - Nagrada Karpinskega (Nemčija)
1993 - XLIX Mendelejev bralec
1996 - nagrada A. F. Ioffeja (RAS)
1998 - častni doktor Državnega enotnega podjetja Sankt Peterburga
1999 - Red zaslug za domovino III stopnje
1999 - Nagrada Demidov (Znanstvena fundacija Demidov)
1999 - Zlata medalja A. S. Popova (RAS)
2000 - Nobelova nagrada (Švedska)
2000 - Red za zasluge za domovino II stopnje
2000 - Nagrada Nick Holonyak (Optical Society of America)
2001 - Red Francyska Skaryne (Belorusija)
2001 - Kjotska nagrada (Japonska)
2001 - nagrada V. I. Vernadskega (Ukrajina)
2001 - nagrada "Ruski nacionalni Olimp". Naslov "Legenda Man"
2002 - Državna nagrada Ruske federacije
2002 - zlata medalja SPIE
2002 - Zlata plošča (ZDA)
2003 - Red kneza Jaroslava Modrega 5. stopnje (Ukrajina)
2005 - Red zaslug za domovino 1. stopnje
2005 - Mednarodna energetska nagrada "Globalna energija"
2008 - naziv in medalja častnega profesorja Moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo
2009 - Red prijateljstva narodov (Belorusija)
2010 - Red zaslug za domovino IV stopnje
2010 - Medalja "Za prispevek k razvoju nanoznanosti in nanotehnologije" UNESCO
2011 - naziv "častni doktor rusko-armenske (slovanske) univerze"
2013 - Mednarodna nagrada Carl Boer
2015 - red Aleksandra Nevskega
2015 - zlata medalja po imenu Nizami Ganjavi (Azerbajdžan)
2015 - naziv "častni profesor MIET"

Žores Ivanovič Alferov (rojen 15. marca 1930) je izjemen ruski fizik, Nobelov nagrajenec leta 2000.

Do danes so si ruski znanstveniki lastili osem Nobelovih nagrad, enako število, na primer, kot Danci (Nikolaj Semjonov - nagrada za kemijo za leto 1956; Ilja Frank, Igor Tamm, Pavel Čerenkov - nagrada za fiziko za leto 1958; Lev Landau - 1962; Aleksander Prohorov, Nikolaj Basov - 1964; Pjotr Kapica - 1978). In zdaj - uspeh Alferova.

Res je, da tudi tukaj ni šlo tako zelo brez muhe v maniku, vendar ne brez majhnega psihološkega drobca: Zhores Ivanovich bo v paru s Herbertom Kroemerjem nagrado v višini 1 milijona dolarjev delil na pol z Jackom Kilbyjem. Po odločitvi Nobelovega odbora sta Alferov in Kilby prejela Nobelovo nagrado (ena za dve) za "delo pri pridobivanju polprevodniških struktur, ki se lahko uporabljajo za ultra hitre računalnike." (Nenavadno je, da sta morala Nobelovo nagrado za fiziko za leto 1958 razdeliti tudi sovjetska fizika Pavel Čerenkov in Ilja Frank, za leto 1964 pa spet sovjetska fizika Aleksander Prohorov in Nikolaj Basov.) Drugi Američan, uslužbenec korporacije Texas Instruments, Jack Kilby, nagrajen za svoje delo na področju integriranih vezij.

Kdo je torej on, novi ruski nobelovec?

Žores Ivanovič Alferov se je rodil v beloruskem mestu Vitebsk. Po letu 1935 se je družina preselila na Ural. V mestu Turinsk je A. hodil v šolo od petega do osmega razreda. 9. maja 1945 je bil njegov oče Ivan Karpovič Alferov dodeljen v Minsk, kjer je A. z zlato medaljo končal moško srednjo šolo št. 42. Postal je študent Fakultete za elektronsko tehniko (FET) Leningradskega elektrotehniškega inštituta (LETI) poimenovan po. V IN. Uljanov po nasvetu šolskega učitelja fizike Jakova Borisoviča Melcerzona.

V tretjem letniku je A. odšel delat v vakuumski laboratorij profesorja B.P. Kozyrev. Tam je začel eksperimentalno delo pod vodstvom Natalije Nikolajevne Sozine. Že od študentskih let je A. k sodelovanju v znanstvenem raziskovanju pritegnil druge študente. Tako so leta 1950 polprevodniki postali glavni posel njegovega življenja.

Leta 1953 se je A. po diplomi na LETI zaposlil na Fizikalno-tehničnem inštitutu. A.F. Ioffeja v laboratorij V.M. Tučkevič. V prvi polovici petdesetih let prejšnjega stoletja je inštitut dobil nalogo ustvarjanja domačih polprevodniških naprav za uporabo v domači industriji. Laboratorij je bil soočen z nalogo pridobivanja monokristalov čistega germanija in izdelave planarnih diod in triod na njegovi osnovi. S sodelovanjem A. je razvil prve domače tranzistorje in germanijeve napajalne naprave.Za kompleks dela, opravljenega leta 1959, je A. prejel prvo vladno nagrado, zagovarjal je doktorsko disertacijo, ki je povzela desetletno delo .

Po tem, preden je Zh.I. Alferov je postavil vprašanje izbire nadaljnje smeri raziskovanja. Zbrane izkušnje so mu omogočile, da je nadaljeval z razvojem lastno temo. V teh letih je bila predstavljena ideja o uporabi heterojunkcij v polprevodniški tehnologiji. Ustvarjanje popolnih struktur na njihovi osnovi bi lahko privedlo do kvalitativnega preskoka v fiziki in tehnologiji.

Takrat so številne publikacije v revijah in na različnih znanstvenih konferencah večkrat govorile o nesmiselnosti izvajanja dela v tej smeri, saj. številni poskusi implementacije naprav na osnovi heterojunkcij niso privedli do praktičnih rezultatov. Razlog za neuspehe je bil v težavah pri ustvarjanju prehoda blizu idealnega, prepoznavanju in pridobivanju potrebnih heteroparov.

Toda to ni ustavilo Žoresa Ivanoviča. Svoje tehnološke raziskave je zasnoval na epitaksialnih metodah, ki omogočajo nadzor tako temeljnih parametrov polprevodnika, kot so razmaknjeni pas, elektronska afiniteta, efektivna masa tokovnih nosilcev, lomni količnik itd. v enem samem kristalu.

Za idealen heterospoj sta bila primerna GaAs in AlAs, vendar sta slednja skoraj v trenutku oksidirala na zraku. Zato je bilo treba izbrati drugega partnerja. In našli so ga prav tam, na inštitutu, v laboratoriju, ki ga vodi N.A. Gorjunova. Izkazalo se je, da gre za trojno spojino AIGaAs. Tako je bil določen heteropar GaAs/AIGaAs, ki je danes zelo znan v svetu mikroelektronike. Zh.I. Alferov in njegovi sodelavci niso ustvarili le heterostruktur v sistemu AlAs-GaAs, ki so po svojih lastnostih blizu idealnemu modelu, ampak tudi prvi polprevodniški heterolaser na svetu, ki deluje v neprekinjenem načinu pri sobni temperaturi.

Odkritje Zh.I. Alferov idealne heterospojnice in nove fizikalni pojavi- "superinjekcija", elektronska in optična omejitev v heterostrukturah - je omogočila tudi radikalno izboljšanje parametrov najbolj znanih polprevodniških naprav in ustvarjanje bistveno novih, še posebej obetavnih za uporabo v optični in kvantni elektroniki. Nova etapaštudije heterospojev v polprevodnikih je Zhores Ivanovič povzel v doktorski disertaciji, ki jo je uspešno zagovarjal leta 1970.

Dela Zh.I. Alferov so bili ustrezno cenjeni v mednarodni in domači znanosti. Leta 1971 mu je Franklinov inštitut (ZDA) podelil prestižno Ballantynovo medaljo, imenovano "mala Nobelova nagrada" in ustanovljeno za nagrajevanje najboljše delo na področju fizike. Potem pride največ visoka nagrada ZSSR - Leninova nagrada (1972).

Z uporabo, ki ga je razvil Zh.I. Alferov v 70. letih tehnologije visoko učinkovitih sončnih celic, odpornih na sevanje, na osnovi heterostruktur AIGaAs / GaAs v Rusiji (prvič na svetu) organiziral obsežno proizvodnjo heterostrukturnih sončnih celic za vesoljske baterije. Eden od njih, nameščen leta 1986 na vesoljski postaji Mir, je ves čas delovanja deloval v orbiti brez bistvenega zmanjšanja moči.

Na podlagi tistih, ki jih je leta 1970 predlagal Zh.I. Alferov in njegovi sodelavci idealnih prehodov v večkomponentnih spojinah InGaAsP so ustvarili polprevodniške laserje, ki delujejo v veliko širšem spektralnem območju kot laserji v sistemu AIGaAs. Našli so široka uporaba kot vir sevanja v optičnih komunikacijskih linijah velikega dosega.

V zgodnjih 90. letih je bilo eno glavnih področij dela pod vodstvom Zh.I. Alferov, pridobiva in preučuje lastnosti nizkodimenzionalnih nanostruktur: kvantne žice in kvantne pike.

V letih 1993...1994 so bili prvič na svetu realizirani heterolaserji na osnovi struktur s kvantnimi pikami - "umetni atomi". Leta 1995 je Zh.I. Alferov in njegovi sodelavci prvič demonstrirajo injekcijski heterolaser s kvantnimi pikami, ki deluje v neprekinjenem načinu pri sobni temperaturi. Postalo je bistveno pomembno razširiti spektralni obseg laserjev z uporabo kvantnih pik na substratih GaAs. Tako so študije Zh.I. Alferov je postavil temelje za popolnoma novo elektroniko, ki temelji na heterostrukturah z zelo širokim spektrom uporabe, danes znano kot "consko inženirstvo".

Nagrada je našla junaka

V enem svojih številnih intervjujev (1984) na vprašanje dopisnika: »Po govoricah ste zdaj nominirani za Nobelovo nagrado. Ali ni škoda, da ga nisi dobil? Žores Ivanovič je odgovoril: »Slišal sem, da so jih predstavili več kot enkrat. Praksa kaže, da se bodisi podari nosorogu po odprtju (v mojem primeru je to sredi 70-ih) bodisi že v starosti. Tako je bilo tudi s P.L. Kapitsa. Torej imam še vse pred seboj.”

Tukaj je Zhores Ivanovich naredil napako. Kot pravijo, je nagrada našla junaka pred nastopom starosti. 10. oktobra 2000 so vsi ruski televizijski programi objavili nagrado Zh.I. Alferov Nobelova nagrada za fiziko za leto 2000.

Sodobni informacijski sistemi morajo izpolnjevati dve preprosti, a temeljni zahtevi: biti hiter, da je mogoče v kratkem času prenesti veliko količino informacij, in kompakten, da ga spravite v pisarno, doma, v aktovko ali žep.

Nobelovi nagrajenci za fiziko leta 2000 so s svojimi odkritji ustvarili osnovo za tako sodobno tehnologijo. Zhores I. Alferov in Herbert Kremer sta odkrila in razvila hitre opto- in mikroelektronske komponente, ki so ustvarjene na osnovi večplastnih polprevodniških heterostruktur.

Heterolaserji prenašajo in heterosprejemniki sprejemajo informacijske tokove preko optičnih komunikacijskih linij. Heterolaserje lahko najdemo tudi v CD predvajalnikih, dekodirnikih nalepk, laserskih kazalnikih in mnogih drugih napravah.

Na podlagi heterostruktur so bile ustvarjene visoko zmogljive, visoko učinkovite svetleče diode, ki se uporabljajo v zaslonih, zavornih lučeh v avtomobilih in semaforjih. V heterostrukturnih sončnih celicah, ki se pogosto uporabljajo v vesoljski in zemeljski energiji, je bil dosežen rekorden izkoristek pretvarjanja sončne energije v električno.

Jack Kilby je bil nagrajen za prispevek k odkrivanju in razvoju integriranih vezij, zaradi katerih se je začela hitro razvijati mikroelektronika, ki je poleg optoelektronike osnova vse sodobne tehnologije.

Učitelj, izobražuj učenca ...

Leta 1973 je A. ob podpori rektorja LETI A.A. Vavilov, organiziral osnovni oddelek za optoelektroniko (EO) na Fakulteti za elektroniko Fizikalno-tehniškega inštituta. A.F. Ioffe.

V neverjetno kratkem času je Zh.I. Alferov se sramuje B.P. Zakharchenei in drugi znanstveniki Fizikalnotehniškega inštituta so razvili učni načrt za usposabljanje inženirjev na novem oddelku. Zagotavljala je usposabljanje študentov prvega in drugega letnika v stenah LETI, saj je bila stopnja fizičnega in matematičnega usposabljanja na FET visoka in je ustvarila dobro osnovo za študij posebnih disciplin, ki so se od tretjega letnika naprej poučujejo znanstveniki Phystech na njenem ozemlju. Na istem mestu so se z uporabo najnovejše tehnološke in analitske opreme izvajale laboratorijske vaje ter tečajne in diplomske naloge pod vodstvom učiteljev osnovnega oddelka.

Sprejem študentov v prvi letnik v številu 25 oseb je potekal preko sprejemnih izpitov, zbiranje skupin za drugi in tretji tečaj za študij na Oddelku za OE pa je potekalo iz študentov, ki so študirali na Ekonomski fakulteti in na Oddelku za dielektrike in polprevodnike Fakultete za elektrofiziko. Komisijo za izbor študentov je vodil Zhores Ivanovich. Izmed približno 250 vpisanih študentov posameznega predmeta je bilo izbranih 25 najboljših. 15. septembra 1973 se je začel pouk za dijake drugega in tretjega tečaja. Za to je bil izbran odličen pedagoški kader.

Zh.I. Alferov je posvečal in še vedno posveča veliko pozornost oblikovanju kontingenta študentov prvega letnika. Na njegovo pobudo so v prvih letih dela oddelka med spomladanskimi šolskimi počitnicami potekale letne šole »Fizika in življenje«. Njegovi poslušalci so bili učenci maturantskih razredov šol v Leningradu. Na priporočilo učiteljev fizike in matematike so k delu te šole povabili najbolj nadarjene učence. Tako je bila nova skupina 30 ... 40 ljudi. Nastanjeni so bili v inštitutskem pionirskem taboru "Zvezda". Vse stroške bivanja, prehrane in storitev za dijake je krila naša univerza.

Vsi njegovi predavatelji, pod vodstvom Zh.I. Alferov. Vse je bilo slovesno in zelo domače. Žores Ivanovič je imel prvo predavanje. Tako fascinantno je govoril o fiziki, elektroniki, heterostrukturah, da so ga vsi poslušali kot uročeni. Toda tudi po predavanju je komunikacija med Zh.I. Alferova s fanti. Obkrožen z njimi se je sprehajal po kampu, igral snežne kepe, norčeval. Kako neformalno je obravnaval ta "dogodek", dokazuje dejstvo, da je na ta potovanja Žores Ivanovič vzel ženo Tamaro Georgievno in sina Vanjo ...

Rezultati dela šole niso bili znani. Leta 1977 je potekala prva diploma inženirjev na oddelku za OE, število diplomantov, ki so prejeli častne nazive na fakulteti, se je podvojilo. Ena skupina dijakov tega oddelka je podelila toliko »rdečih« diplom kot ostalih sedem skupin.

Leta 1988 je Zh.I. Alferov je organiziral Fakulteto za fiziko in tehnologijo na Politehničnem inštitutu.

Naslednji logični korak je bila združitev teh struktur pod eno streho. Za izvedbo te zamisli Zh.I. Alferov je začel v zgodnjih 90. Hkrati pa ni samo zgradil stavbe Znanstveno-izobraževalnega središča, postavil je temelje za prihodnji preporod države ... In 1. septembra 1999 je bila zgrajena stavba Znanstveno-izobraževalnega središča (REC). ) začela delovati.

Na tem stoji in bo stala ruska zemlja ...

Alferov vedno ostaja sam. V odnosih z ministri in študenti, direktorji podjetij in navadnimi ljudmi je enakovreden. Ne prilagaja se prvemu, ne dviguje se nad drugega, ampak vedno prepričljivo brani svoje stališče.

Zh.I. Alferov je vedno zaposlen. Njegov delovni urnik je razporejen za en mesec vnaprej, tedenski delovni cikel pa je naslednji: ponedeljek dopoldan - Phystech (je njegov direktor), popoldan - St. Petersburg Scientific Center (je predsednik); Torek, sreda in četrtek - Moskva (je poslanec Državne dume in podpredsednik Ruske akademije znanosti, poleg tega je treba rešiti številne zadeve na ministrstvih) ali Sankt Peterburg (tudi zadeve nad njihovimi glavami) ; Petek dopoldan - Fiztehnika, popoldne - Raziskovalno izobraževalno središče (direktor). To so samo velike poteze in med njimi - znanstveno delo, vodenje oddelka za OE na ETU in Fakulteti za fiziko in tehnologijo na TU, predavanja, sodelovanje na konferencah. Ne štejte vsega!

Naša nagrajenka je odlična predavateljica in pripovedovalka. Ni naključje, da so vse tiskovne agencije po svetu opazile Nobelovo predavanje Alferova, ki ga je prebral na angleški jezik brez obrisa in s svojim inherentnim sijajem.

Pri podelitvi Nobelovih nagrad obstaja tradicija, ko se na banketu, ki ga švedski kralj priredi v čast Nobelovih nagrajencev (na katerem je več kot tisoč gostov), iz vsake "nominacije" podelijo samo enega nagrajenca. tla. Leta 2000 so Nobelovo nagrado za fiziko prejeli trije ljudje: Zh.I. Alferov, Herbert Kremer in Jack Kilby. Tako sta zadnja dva prepričala Žoresa Ivanoviča, da je spregovoril na tem banketu. In to prošnjo je briljantno izpolnil in uspešno premagal našo rusko navado, da po svoji besedi počnemo »eno najljubšo stvar« za tri.

V svoji knjigi "Fizika in življenje" Zh.I. Zlasti Alferov piše: »Vse, kar je ustvarilo človeštvo, je ustvarjeno zahvaljujoč znanosti. In če je naši državi usojeno, da bo velika sila, potem to ne bo po zaslugi jedrska orožja ali zahodne investicije, ne po zaslugi vere v Boga ali predsednika, ampak po zaslugi dela svojih ljudi, vere v znanje, v znanost, po zaslugi ohranjanja in razvoja znanstvenega potenciala in izobraževanja.

Kot desetletni deček sem prebral čudovito knjigo Veniamina Kaverina "Dva kapitana". In vse svoje nadaljnje življenje sem sledil načelu njenega protagonista Sanye Grigorieva: "Bori se in išči, najdi in ne obupaj." Res je, zelo pomembno je razumeti, kaj počneš.”

– 1978). In zdaj - uspeh Alferova.

Kdo je torej on, novi ruski nobelovec?

Po tem, preden je Zh.I. Alferov je postavil vprašanje izbire nadaljnje smeri raziskovanja. Nabrane izkušnje so mu omogočile, da je nadaljeval z razvojem lastne teme. V teh letih je bila predstavljena ideja o uporabi heterojunkcij v polprevodniški tehnologiji. Ustvarjanje popolnih struktur na njihovi osnovi bi lahko privedlo do kvalitativnega preskoka v fiziki in tehnologiji.

Odkritje Zh.I. Idealne heterospojnice Alferova in novi fizikalni pojavi - "superinjekcija", elektronska in optična omejitev v heterostrukturah - so omogočili tudi radikalno izboljšanje parametrov najbolj znanih polprevodniških naprav in ustvarjanje bistveno novih, še posebej obetavnih za uporabo v optični in kvantni elektroniki. Novo fazo v raziskavah heterojunkcij v polprevodnikih je Zhores Ivanovič povzel v doktorski disertaciji, ki jo je uspešno zagovarjal leta 1970.

Dela Zh.I. Alferov so bili ustrezno cenjeni v mednarodni in domači znanosti. Leta 1971 mu je Franklinov inštitut (ZDA) podelil prestižno medaljo Ballantyne, imenovano "mala Nobelova nagrada" in ustanovljeno za nagrajevanje najboljših del na področju fizike. Sledi najvišje priznanje ZSSR - Leninova nagrada (1972).

Na podlagi tistih, ki jih je leta 1970 predlagal Zh.I. Alferov in njegovi sodelavci idealnih prehodov v večkomponentnih spojinah InGaAsP so ustvarili polprevodniške laserje, ki delujejo v veliko širšem spektralnem območju kot laserji v sistemu AIGaAs. Našli so široko uporabo kot viri sevanja v komunikacijskih linijah z optičnimi vlakni na dolge razdalje.

V zgodnjih 90. letih je bilo eno glavnih področij dela pod vodstvom Zh.I. Alferov, pridobiva in preučuje lastnosti nizkodimenzionalnih nanostruktur: kvantne žice in kvantne pike.

Nagrada je našla junaka

Učitelj, izobražuj učenca ...

Leta 1973 je A. ob podpori rektorja LETI A.A. Vavilov, organiziral osnovni oddelek za optoelektroniko (EO) na Fakulteti za elektroniko Fizikalno-tehniškega inštituta. A.F. Ioffe.

Leta 1988 je Zh.I. Alferov je organiziral Fakulteto za fiziko in tehnologijo na Politehničnem inštitutu.

Na tem stoji in bo stala ruska zemlja ...

Zh.I. Alferov je vedno zaposlen. Njegov delovni urnik je razporejen za en mesec vnaprej, tedenski delovni cikel pa je naslednji: ponedeljek dopoldan - Phystech (je njegov direktor), popoldan - St. Petersburg Scientific Center (je predsednik); Torek, sreda in četrtek - Moskva (je poslanec Državne dume in podpredsednik Ruske akademije znanosti, poleg tega je treba rešiti številne zadeve na ministrstvih) ali Sankt Peterburg (tudi zadeve nad njihovimi glavami) ; Petek dopoldan - Fiztehnika, popoldne - Raziskovalno izobraževalno središče (direktor). To so le velike poteze, med njimi pa - znanstveno delo, vodenje Katedre za OE na ETU in Fakultete za fiziko in tehnologijo na TU, predavanja, udeležba na konferencah. Ne štejte vsega!

Naša nagrajenka je odlična predavateljica in pripovedovalka. Ni naključje, da so vse tiskovne agencije po svetu opazile Nobelovo predavanje Alferova, ki ga je prebral v angleščini brez orisov in s svojo lastno briljantnostjo.

V svoji knjigi "Fizika in življenje" Zh.I. Zlasti Alferov piše: »Vse, kar je ustvarilo človeštvo, je ustvarjeno zahvaljujoč znanosti. In če je naši državi usojeno, da bo velika sila, potem to ne bo po zaslugi jedrskega orožja ali zahodnih naložb, ne po zaslugi vere v Boga ali predsednika, ampak po zaslugi dela njenih ljudi, vere v znanje, v znanosti, zahvaljujoč ohranjanju in razvoju znanstvenega potenciala in izobraževanja.

Rojen 15. marca 1930 v Vitebsku v družini Ivana Karpoviča in Ane Vladimirovne Alferov, rojenih v Belorusiji. Oče osemnajstletnega fanta je leta 1912 prišel v Sankt Peterburg. Delal je kot nakladač v pristanišču, delavec v tovarni kuvert, delavec v tovarni Lessner (kasneje tovarna Karl Marx). V prvi svetovni vojni se je povzpel do čina podčastnika lajb garde in postal vitez sv.

Septembra 1917 se je I. K. Alferov pridružil boljševiški stranki in do konca življenja ostal zvest idealom, ki si jih je izbral v mladosti. To še posebej dokazujejo grenke besede samega Zhoresa Ivanoviča: "Vesel sem, da moji starši niso dočakali tega časa" (1994). Med državljansko vojno je I. K. Alferov poveljeval konjeniškemu polku Rdeče armade, srečal se je z V. I. Leninom, L. D. Trockim, B. B. Dumenkom. Po diplomi na industrijski akademiji leta 1935 je od direktorja tovarne postal vodja trusta: Stalingrad, Novosibirsk, Barnaul, Syasstroy (blizu Leningrada), Turinsk (regija Sverdlovsk, vojna leta), Minsk (po vojni). Za Ivana Karpoviča je bila značilna notranja spodobnost in nestrpnost do neselektivnega obsojanja ljudi.

Anna Vladimirovna je imela bister um in veliko posvetno modrost, ki jo je v veliki meri podedoval njen sin. Delala je v knjižnici, vodila svet socialnih žena.

Ž. I. Alferov s starši, Ano Vladimirovno in Ivanom Karpovičem (1954).

Par je, tako kot večina ljudi tiste generacije, trdno verjel v revolucionarne ideje. Potem je bila moda otrokom dati zvočna revolucionarna imena. Mlajši sin je postal Zhores v čast francoskemu revolucionarju Jeanu Zhoresu, najstarejši sin pa Marx v čast utemeljitelju znanstvenega komunizma. Zhores in Marx sta bila režiserjeva otroka, kar pomeni, da je bilo treba biti zgled tako v študiju kot v javnem življenju.

Moloch represije je zaobšel družino Alferov, a vojna je naredila svoje. Marks Alferov je šolanje končal 21. junija 1941 v Syasstroyu. Vstopil je na Uralski industrijski inštitut na fakulteti za energetiko, vendar je študiral le nekaj tednov, nato pa se je odločil, da je njegova dolžnost braniti domovino. Stalingrad, Harkov, Kurska izboklina, huda rana glave. Oktobra 1943 je tri dni preživel z družino v Sverdlovsku, ko se je po bolnišnici vrnil na fronto. In te tri dni, frontne zgodbe svojega starejšega brata, njegovo strastno mladostno vero v moč znanosti in tehnike, si je Zhores zapomnil za vse življenje. Gardijski mlajši poročnik Marks Ivanovič Alferov je umrl v boju v "drugem Stalingradu" - tako se je takrat imenovala operacija Korsun-Ševčenko.

Leta 1956 je Zhores prišel v Ukrajino, da bi našel bratov grob. V Kijevu je na ulici nepričakovano srečal svojega kolega B. P. Zakharchenya, ki je kasneje postal eden njegovih najbližjih prijateljev. Dogovorili smo se, da gremo skupaj. Kupili smo karte za ladjo in že naslednji dan smo v dvoposteljni kabini pluli po Dnjepru do Kaneva. Našli smo vas Khilki, blizu katere je Marx Alferov besno odbil poskus izbrancev nemške divizije izstopiti iz "kotla" Korsun-Shevchenko. Našli so množično grobnico z belim mavčnim vojakom na podstavku, ki se dviga nad bujno zaraščeno travo, v kateri so bile posejane preproste rože, ki jih običajno sadijo na ruskih grobovih: ognjiči, mačehe, pozabke.

V uničenem Minsku je Zhores študiral na edini takrat ruski moški srednji šoli št. 42, kjer je bil čudovit učitelj fizike - Yakov Borisovich Meltserzon. V šoli ni bilo učilnice za fiziko, a Yakov Borisovič, ki je bil zaljubljen v fiziko, je znal učencem prenesti svoj odnos do svojega najljubšega predmeta, tako da se v precej huliganskem razredu nikoli niso igrali poredne. Zhores, navdušen nad zgodbo Jakova Borisoviča o delovanju katodnega osciloskopa in principih radarja, je leta 1947 odšel študirat v Leningrad, na Elektrotehniški inštitut, čeprav je njegova zlata medalja odprla možnost vstopa v kateri koli inštitut brez izpitov. Leningradski elektrotehniški inštitut (LETI) im. V. I. Ulyanov (Lenin) je bila ustanova z edinstvenim imenom: omenja tako pravi priimek kot partijski vzdevek osebe, katere del prebivalstva nekdanja ZSSR zdaj ga res ne spoštuje (danes je to St. Petersburg State Electrotechnical University).

Temelje znanosti na LETI, ki je igrala izjemno vlogo pri razvoju domače elektronike in radijske tehnike, so postavili takšni "kiti", kot so Alexander Popov, Heinrich Graftio, Axel Berg, Mikhail Shatelen. Žores Ivanovič je imel po njegovih besedah veliko srečo s prvim nadzornikom. V tretjem letniku je, glede na to, da so matematika in teoretične discipline enostavne in se morajo "roke" veliko naučiti, šel delat v vakuumski laboratorij profesorja B. P. Kozyreva. Tam, ko je leta 1950 začel z eksperimentalnim delom pod vodstvom Natalije Nikolajevne Sozine, ki je pred kratkim zagovarjala disertacijo o študiju polprevodniških fotodetektorjev v IR območju spektra, se je Ž. I. Alferov prvič srečal s polprevodniki, ki so postali glavna dejavnost njegovega življenja. Prva proučena monografija o fiziki polprevodnikov je bila knjiga F.F. Decembra 1952 je sledila razdelitev. Zh.I. Alferov je sanjal o Fiztehu, ki ga je vodil Abram Fedorovich Ioffe, čigar monografija "Osnovni koncepti sodobne fizike" je postala referenčna knjiga za mladega znanstvenika. Med razdelitvijo so bila prosta tri delovna mesta, eno pa je dobil Zh.I. Alferov. Žores Ivanovič je veliko pozneje zapisal, da je bilo njegovo srečno življenje v znanosti vnaprej določeno s to porazdelitvijo. V pismu staršem v Minsku je povedal o veliki sreči, ki ga je doletela delo na Inštitutu Ioffe. Zhores še ni vedel, da je bil dva meseca prej Abram Fedorovich prisiljen zapustiti inštitut, ki ga je ustvaril in kjer je bil direktor več kot 30 let.

S sistematičnim preučevanjem polprevodnikov so se na Fizikalno-tehničnem inštitutu začeli že v tridesetih letih prejšnjega stoletja. prejšnje stoletje. Leta 1932 sta V.P.Zhuze in B.V.Kurchatov raziskovala lastno in nečistočo prevodnost polprevodnikov. Istega leta sta A. F. Ioffe in Ya. I. Frenkel ustvarila teorijo popravljanja toka na stiku kovina-polprevodnik, ki temelji na pojavu tuneliranja. V letih 1931 in 1936 Ya.I. Frenkel je objavil svoja znana dela, v katerih je napovedal obstoj ekscitonov v polprevodnikih, uvedel sam ta izraz in razvil teorijo ekscitonov. Prva difuzijska teorija usmernika p–n-tranzicija, ki je postala osnova teorije p–n-prehod V. Shockleyja, izdal B. I. Davydov leta 1939. Na pobudo A. F. Na Fizikalnotehniškem inštitutu so se začele študije intermetalnih spojin.

30. januarja 1953 je ZhI Alferov začel delati z novim nadzornikom, takrat vodjo sektorja, kandidatom fizikalnih in matematičnih znanosti Vladimirjem Maksimovičem Tuchkevichem. Pred majhno ekipo sektorja je bila postavljena zelo pomembna naloga: izdelava prvih domačih germanijevih diod in tranzistorjev s p–n spoji (glej »Fizika« št. 40/2000, V. V. Randoškin. tranzistor). Temo "Letalo" je vlada vzporedno zaupala štirim inštitutom: FIAN in FTI pri Akademiji znanosti, TsNII-108 - glavnemu radarskemu inštitutu Ministrstva za obrambo v tistem času v Moskvi (vodil ga je akademik A.I. Berg) - in NII-17 - glavni Inštitut za elektronsko tehnologijo v Fryazinu v bližini Moskve.

Fiztehnika je bila leta 1953 po današnjih merilih majhen inštitut. Zh.I. Alferov je prejel izkaznico številka 429 (kar je pomenilo število vseh zaposlenih na inštitutu v tistem času). Nato je večina znanih strokovnjakov za fiziko in tehnologijo odšla v Moskvo k I. V. Kurchatovu in v druge novonastale "atomske" centre. "Polprevodniška elita" je skupaj z A. F. Ioffejem odšla v novo organizirani laboratorij za polprevodnike pri predsedstvu Akademije znanosti ZSSR. Od "starejše" generacije "polprevodnikov" so na FTI ostali le D. N. Nasledov, B. T. Kolomiets in V. M. Tuchkevich.

Novi direktor LPTI, akademik A. P. Komar, je daleč od tega na najboljši način obnašal v odnosu do svojega predhodnika, vendar je pri razvoju inštituta ubral povsem razumno strategijo. Glavna pozornost je bila namenjena podpori del na ustvarjanju kakovostno nove polprevodniške elektronike, vesoljskih raziskavah (dinamika plinov z visokimi hitrostmi in visokotemperaturni premazi - Yu.A. Dunaev) in razvoju metod za ločevanje svetlobe. izotopi za vodikovo orožje(B.P. Konstantinov). Pozabljene niso bile niti čisto temeljne raziskave: v tem času je bil eksperimentalno odkrit eksciton (E.F. Gross), ustvarjeni so bili temelji kinetične teorije trdnosti (S.N. Žurkov), začelo se je delo na fiziki atomskih trkov (V.M. Dukelsky). , K. .V. Fedorenko). Sijajno poročilo E. F. Grossa o odkritju ekscitona je bilo narejeno na prvem polprevodniškem seminarju Ž. I. Alferova na Fizikalnotehniškem inštitutu februarja 1953. njihovi prvi koraki.

Direktorat Fizikalno-tehniškega inštituta se je dobro zavedal, da je treba mlade pritegniti v znanost, zato je bil z vsakim prihajajočim mladim specialistom na direktoratu opravljen razgovor. V tem času so bodoči člani Akademije znanosti ZSSR B. P. Zakharchenya, A. A. Kaplinsky, E. P. Mazets, V. V.

V Phystechu je Ž. I. Alferov zelo hitro dopolnil svojo inženirsko in tehnično izobrazbo s telesno vzgojo in postal visoko usposobljen specialist za kvantno fiziko polprevodniških naprav. Glavna stvar je bilo delo v laboratoriju - Alferov je imel srečo, da je sodeloval pri rojstvu sovjetske polprevodniške elektronike. Žores Ivanovič kot relikvijo hrani svoj laboratorijski dnevnik tistega časa z zapisom o tem, da je 5. marca 1953 ustvaril prvi sovjetski tranzistor z p–n-prehod. Danes je mogoče presenetiti, kako je zelo majhna ekipa zelo mladih sodelavcev pod vodstvom V. M. Tuchkevicha v nekaj mesecih razvila osnove tehnologije in meroslovja tranzistorske elektronike: A. A. tranzistorje s parametri na ravni najboljših svetovnih vzorcev; Pri tem delu, ki se mu je ekipa posvetila z vso strastjo mladosti in zavestjo najvišje odgovornosti do države, je zelo hitro in učinkovito potekalo oblikovanje mladega znanstvenika, ki je razumel pomen tehnologije ne le za ustvarjanje novih elektronskih naprav, ampak tudi za fizikalne raziskave, vloga in pomen na prvi pogled "majhnih" podrobnosti v eksperimentu, potreba po razumevanju "preprostih" temeljev, preden se podajo "visoko znanstvene" razlage za neuspešne rezultate.

Že maja 1953 so prvi sovjetski tranzistorski sprejemniki demonstrirali "visokim oblastem", oktobra pa je delo v Moskvi sprejela vladna komisija. Fizikalno-tehnični inštitut, Fizični inštitut Lebedev in TsNII-108 so z različnimi metodami načrtovanja in proizvodnih tehnologij za tranzistorje uspešno rešili težavo in le NII-17, ki je slepo kopiral znane ameriške vzorce, ni uspelo. Res je, prvemu polprevodniškemu inštitutu v državi, NII-35, ki je nastal na podlagi enega od njegovih laboratorijev, je bil zaupan razvoj industrijske tehnologije za tranzistorje in diode z p–n-tranzicije, s katerimi so se uspešno spopadali.

V naslednjih letih se je majhna ekipa "polprevodnikov" PTI opazno razširila in v zelo kratkem času so v laboratoriju doktorja fizikalnih in matematičnih znanosti nastali prvi sovjetski germanijevi močnostni usmerniki, germanijeve fotodiode in silicijeve sončne celice. , profesor V. M. Tuchkevich, obnašanje nečistoč v germaniju in siliciju.

Maja 1958 je na ZhI Alferova stopil Anatolij Petrovič Aleksandrov, bodoči predsednik Akademije znanosti ZSSR, s prošnjo za razvoj polprevodniških naprav za prvo sovjetsko jedrsko podmornico. Za rešitev tega problema je bila potrebna bistveno nova tehnologija in zasnova germanijevih ventilov. Namestnik predsednika vlade ZSSR Dmitrij Fjodorovič Ustinov je osebno (!) poklical mladega raziskovalca. Za dva meseca sem se moral namestiti neposredno v laboratorij in delo je bilo uspešno opravljeno v rekordnem času: že oktobra 1958 so bile naprave na podmornici. Za Žoresa Ivanoviča je še danes prvo naročilo, prejeto leta 1959 za to delo, ena najdragocenejših nagrad!

Zh.I. Alferov po podelitvi vladne nagrade za delo, ki ga je naročila mornarica ZSSR

Namestitev ventilov je bila povezana s številnimi potovanji v Severodvinsk. Ko je namestnik poveljnika mornarice prišel na "sprejem teme" in je bil obveščen, da so na podmornicah zdaj novi germanijevi ventili, se je admiral namrščil in razdraženo vprašal: "No, domačih ni bilo?"

V Kirovo-Chepetsku, kjer je delo na ločevanju litijevih izotopov z namenom ustvarjanja vodikove bombe potekalo s prizadevanji številnih zaposlenih na Fizikalno-tehničnem inštitutu, je Zhores srečal veliko izjemnih ljudi in jih živo opisal. B. Zakharchenya se je spomnil takšne zgodbe o Borisu Petroviču Zverevu - bizonu "obrambne industrije" Stalinovih časov, glavnem inženirju tovarne. Med vojno, v njenem najtežjem času, je vodil podjetje za elektrolitsko proizvodnjo aluminija. V tehnološkem procesu je bila uporabljena melasa, ki je bila shranjena v ogromni kadi kar v delavnici. Lačni delavci so ga oplenili. Boris Petrovič je poklical delavce na sestanek, imel iskren govor in se nato povzpel po stopnicah do zgornji rob kadi, si odpel hlače in pred vsemi uriniral v kad z melaso. To ni vplivalo na tehnologijo, vendar nihče ni kradel melase. Zhoresa je ta čisto ruska rešitev problema zelo zabavala.

Za uspešno delo je bil Zh.I. Alferov redno spodbujan z denarnimi nagradami in kmalu prejel naziv višjega raziskovalca. Leta 1961 je zagovarjal doktorsko disertacijo, posvečeno predvsem razvoju in raziskavam močnostnih germanijevih in deloma silicijevih usmernikov. Upoštevajte, da so bile v teh napravah, tako kot v vseh prej ustvarjenih polprevodniških napravah, uporabljene edinstvene fizikalne lastnosti p–n-prehod - umetno ustvarjena porazdelitev nečistoč v monokristalu polprevodnika, pri kateri so v enem delu kristala nosilci naboja negativno nabiti elektroni, v drugem pa pozitivno nabiti kvazidelci, "luknje" (lat. n in str samo zloben negativno in pozitivno). Ker se razlikuje samo vrsta prevodnosti, snov pa je enaka, p–n- prehod se lahko imenuje homotranzicija.

Zahvale gredo p–n-prehod v kristalih je uspel vbrizgati elektrone in luknje ter preprosto kombinacijo dveh p–n-prehodi so omogočili izvedbo enokristalnih ojačevalnikov z dobrimi parametri - tranzistorji. Strukture z eno p–n-prehod (diode in fotocelice), dva p–n-prehodi (tranzistorji) in tri p–n-prehodi (tiristorji). Ves nadaljnji razvoj polprevodniške elektronike je šel po poti proučevanja monokristalnih struktur na osnovi germanija, silicija, polprevodniških spojin tipa A III B V (elementi III in V skupin periodnega sistema Mendelejeva). Izboljšanje lastnosti naprav je potekalo predvsem po poti izboljšave metod oblikovanja p–n prehodi in uporaba novih materialov. Zamenjava germanija s silicijem je omogočila dvig delovne temperature naprav in ustvarjanje visokonapetostnih diod in tiristorjev. Napredek v tehnologiji pridobivanja galijevega arzenida in drugih optičnih polprevodnikov je privedel do nastanka polprevodniških laserjev, visokozmogljivih svetlobnih virov in fotocelic. Kombinacije diod in tranzistorjev na enem monokristalnem silicijevem substratu so postale osnova integriranih vezij, na katerih je temeljil razvoj elektronskih računalnikov. Miniaturne in nato mikroelektronske naprave, ustvarjene predvsem na kristalnem siliciju, so dobesedno pometale vakuumske cevi, kar je omogočilo zmanjšanje velikosti naprav za sto in tisočkrat. Dovolj je, da se spomnimo starih računalnikov, ki so zasedali ogromne prostore, in njihovega sodobnega ekvivalenta, prenosnega računalnika - računalnika, ki je podoben majhnemu atašeju ali "diplomatu", kot ga imenujejo v Rusiji.

Toda podjetni, živahni um Zh.I. Alferova je iskal svojo pot v znanosti. In je bil najden, kljub izjemno težki življenjski situaciji. Po bliskovitem prvem zakonu se je moral prav tako hitro ločiti, pri čemer je izgubil stanovanje. Zaradi škandalov, ki jih je organizirala divja tašča v partijskem odboru inštituta, se je Zhores naselil v kletni sobi stare hiše Fiztekhov.

Eden od zaključkov doktorske naloge je bil, da p–n- prehod v polprevodniku homogene sestave ( homostruktura) ne more zagotoviti optimalnih parametrov za številne naprave. Postalo je jasno, da je nadaljnji napredek povezan z ustvarjanjem p–n- prehod na meji polprevodnikov z različno kemijsko sestavo ( heterostrukture).

V zvezi s tem je takoj po pojavu prvega dela, ki je opisoval delovanje polprevodniškega laserja na homostrukturi v galijevem arzenidu, ZhI Alferov predstavil idejo o uporabi heterostruktur. Vložena vloga za izdajo avtorskega certifikata za ta izum je bila po tedanji zakonodaji označena kot tajna. Šele po objavi podobne zamisli G. Kremerja v ZDA je bila tajnost znižana na raven »zaupne uporabe«, vendar je bilo avtorsko potrdilo objavljeno šele mnogo let pozneje.

Homojunkcijski laserji so bili neučinkoviti zaradi velikih optičnih in električnih izgub. Mejni tokovi so bili zelo visoki, generiranje pa je potekalo le pri nizkih temperaturah. V svojem članku je G.Kroemer predlagal uporabo dvojnih heterostruktur za prostorsko omejevanje nosilcev v aktivni regiji. Predlagal je, da "lahko z uporabo para heterojunkcijskih injektorjev lasersko sevanje izvedemo v številnih polprevodnikih s posredno režo in izboljšamo v tistih z direktno režo." Avtorsko potrdilo Zh.I. Alferov je opozoril tudi na možnost pridobitve visoka gostota vbrizgani nosilci in populacijska inverzija z uporabo "dvojne" injekcije. Poudarjeno je bilo, da lahko homojunkcijski laserji zagotovijo "neprekinjeno sevanje pri visoke temperature«, poleg tega pa je mogoče »povečati sevalno površino in uporabiti nove materiale za pridobivanje sevanja v različnih območjih spektra«.

Sprva se je teorija razvijala veliko hitreje kot praktična izvedba naprav. Leta 1966 je Zh.I. Alferov oblikoval splošna načela krmiljenje elektronskih in svetlobnih tokov v heterostrukturah. Da bi se izognili razvrščanju, so bili v naslovu članka omenjeni samo usmerniki, čeprav enaka načela veljajo za polprevodniške laserje. Predvideval je, da bi lahko bila gostota vbrizganih nosilcev veliko večja (učinek "superinjekcije").

Zamisel o uporabi heterojunkcije je bila predstavljena na zori razvoja elektronike. Že v prvem patentu v zvezi s tranzistorji na p–n-prehoda je W. Shockley predlagal uporabo oddajnika s široko režo za enostransko injiciranje. Pomembne teoretične rezultate v zgodnji fazi proučevanja heterostruktur je pridobil H. Kroemer, ki je uvedel pojma kvazielektričnih in kvazimagnetnih polj v gladkem heterospojišču in predpostavil izjemno visoko učinkovitost vbrizgavanja heterospojnikov v primerjavi s homospojniki. Istočasno so se pojavili različni predlogi za uporabo heterojunkcij v sončnih celicah.

Tako je izvedba heterojunkcije odprla možnost ustvarjanja učinkovitejših naprav za elektroniko in zmanjšanja velikosti naprav dobesedno na atomsko lestvico. Vendar so Zh.I. Alferova mnogi odvrnili od sodelovanja v heterojunkcijah, vključno z V.M. Tuchkevichem, ki se je pozneje večkrat spomnil na to v govorih in zdravicah, pri čemer je poudaril pogum Zhoresa Ivanoviča in dar za predvidevanje razvoja pajkov. Takrat je obstajal splošen skepticizem glede ustvarjanja "idealne" heterospojnice, zlasti s teoretično predvidljivimi lastnostmi vbrizgavanja. In v pionirskem delu R.L. Andersena o preučevanju epitaksija ([taksi] pomeni ureditev v redu, zgradba) prehoda Ge–GaAs s sovpadajočimi konstantami rešetke ni bilo dokazov o vbrizgavanju neravnovesnih nosilcev v heterostrukture.

Največji učinek je bil pričakovan pri uporabi heterospojev med polprevodnikom, ki služi kot aktivno območje naprave, in polprevodnikom s širšo vrzeljo. Takrat so sistemi GaP–GaAs in AlAs–GaAs veljali za najbolj obetavna. Za "združljivost" so morali ti materiali najprej izpolnjevati najpomembnejši pogoj: imeti blizu vrednosti konstante kristalne mreže.

Dejstvo je, da so bili številni poskusi izvedbe heterojunkcije neuspešni: navsezadnje bi morale ne le velikosti elementarnih celic kristalnih mrež polprevodnikov, ki sestavljajo stičišče, praktično sovpadati, ampak tudi njihove toplotne, električne in kristalno kemijske lastnosti. biti blizu, kot tudi njihove kristalne in pasovne strukture.

Takega heteropara ni bilo mogoče najti. In Zh.I. Alferov se je lotil tega na videz brezupnega primera. Želeno heterospojnico, kot se je izkazalo, je mogoče oblikovati z epitaksialno rastjo, ko je en sam kristal (ali bolje rečeno, njegov monokristalni film) zrasel na površini drugega monokristala dobesedno plast za plastjo - ena monokristalna plast zatem drugo. Do našega časa je bilo razvitih veliko načinov takšnega gojenja. To so zelo visoke tehnologije, ki zagotavljajo ne le blaginjo elektronskih podjetij, ampak tudi udoben obstoj celih držav.

B. P. Zakharchenya se je spomnil, da je bila majhna delovna soba Zh. I. Alferova polna z zvitki milimetrskega papirja, na katerega je neumorni Žores Ivanovič od jutra do večera risal diagrame sestave in lastnosti večfaznih polprevodniških spojin v iskanju konjugiranih kristalnih mrež. Za idealen heterospoj sta bila primerna galijev arzenid (GaAs) in aluminijev arzenid (AlAs), vendar je slednji na zraku takoj oksidiral in njegova uporaba ni prišla v poštev. Vendar je narava radodarna z nepričakovanimi darovi, treba je le pobrati ključe njenih shramb, ne pa se spuščati v grobo hekerstvo, k čemur je pozival slogan »Ne moremo čakati na milosti narave, naša naloga je, da jih vzamemo. jih od nje." Takšne ključe je že prijela Nina Aleksandrovna Gorjunova, izjemna specialistka za kemijo polprevodnikov, fizičarka na Fizikalnotehniškem inštitutu, ki je svetu predstavila znamenite spojine A III B V. Delala je tudi na kompleksnejših trojnih spojinah. Žores Ivanovič je talent Nine Aleksandrovne vedno obravnaval z velikim spoštovanjem in takoj razumel njeno izjemno vlogo v znanosti.

Sprva je bil poskus ustvariti dvojno heterostrukturo GaP 0,15 As 0,85 –GaAs. Vzgojili so ga s parno fazno epitaksijo in na njem oblikovali laser. Vendar pa je zaradi rahlega odstopanja med konstantami rešetke lahko, tako kot homojunkcijski laserji, deloval le pri temperaturi tekočega dušika. Ž. I. Alferovu je postalo jasno, da na ta način ne bo mogoče uresničiti potencialnih prednosti dvojnih heterostruktur.

Eden od učencev Gorjunove, Dmitrij Tretjakov, nadarjen znanstvenik z boemsko dušo v njeni edinstveni ruski različici, je neposredno sodeloval z Žoresom Ivanovičem. Avtor več sto člankov, ki je vzgojil številne kandidate in doktorje znanosti, dobitnik Leninove nagrade - najvišjega priznanja ustvarjalnih zaslug tistega časa - ni zagovarjal nobene disertacije. Žoresu Ivanoviču je sporočil, da je aluminijev arzenid, ki je sam po sebi nestabilen, popolnoma stabilen v ternarni spojini AlGaAs, t.i. trdna raztopina. To dokazujejo kristali te trdne raztopine, ki jih je z ohlajanjem iz taline vzgojil Alexander Borshchevsky, prav tako študent N. A. Goryunova, in jih nekaj let hranil v svoji mizi. Približno na ta način je bil leta 1967 najden heteropar GaAs–AlGaAs, ki je danes postal klasika v svetu mikroelektronike.

Študij faznih diagramov, kinetike rasti v tem sistemu, kot tudi izdelava modificirane metode epitaksije v tekoči fazi, primerne za gojenje heterostruktur, je kmalu pripeljala do ustvarjanja heterostrukture, ki se ujema z vidika parametra kristalne mreže. Zh.I. Alferov se je spomnil: "Ko smo objavili prvo delo na to temo, smo bili veseli, da smo prvi, ki smo odkrili edinstven, pravzaprav idealen, mrežno usklajen sistem za GaAs." Vendar pa je skoraj istočasno (z enomesečno zamudo!) in neodvisno neodvisno od Al x Ga 1– x As-GaAs so v ZDA pridobili zaposleni v podjetju IBM.

Od takrat je šlo spoznanje glavnih prednosti heterostruktur hitro. Najprej so bile eksperimentalno potrjene edinstvene injekcijske lastnosti širokorežnih emitorjev in učinek superinjekcije, prikazana je bila stimulirana emisija v dvojnih heterostrukturah in vzpostavljena pasovna struktura Al heterospojnice. x Ga 1– x Tako kot luminiscenčne lastnosti in difuzija nosilcev v gladkem heterospoju, pa tudi izjemno zanimive lastnosti tokovnega toka skozi heterospoj, na primer diagonalni tunelsko-rekombinacijski prehodi neposredno med luknjami iz ozke reže in elektroni iz široke komponente vrzeli heterospojnice, so bile natančno preučene.

Hkrati je glavne prednosti heterostruktur spoznala skupina Zh.I. Alferova:

– v laserjih z nizkim pragom na osnovi dvojnih heterostruktur, ki delujejo pri sobni temperaturi;

– v visoko zmogljivih LED na osnovi enojnih in dvojnih heterostruktur;

– v sončnih celicah na osnovi heterostruktur;

– v bipolarnih tranzistorjih na osnovi heterostruktur;

- v tiristorju p–n–p–n heterostrukture.

Če je bila zmožnost nadzora vrste polprevodniške prevodnosti z dopiranjem z različnimi nečistočami in ideja o vbrizgavanju neravnovesnih nosilcev naboja seme, iz katerega je zrasla polprevodniška elektronika, potem so heterostrukture omogočile rešitev veliko bolj splošnega problema nadzora temeljnega parametri polprevodniških kristalov in naprav, kot so razmaknjeni pas, efektivne mase nosilcev naboja in njihova mobilnost, lomni količnik, elektronski energijski spekter itd.

Zamisel o polprevodniških laserjih naprej p–n-prehod, eksperimentalno opazovanje učinkovite sevalne rekombinacije v p–n- Struktura na osnovi GaAs z možnostjo stimulirane emisije in ustvarjanja laserjev in svetlečih diod na p–n-stičišča so bila zrna, iz katerih je začela rasti polprevodniška optoelektronika.

Leta 1967 je bil Žores Ivanovič izvoljen za vodjo oddelka Fizikalnotehniškega inštituta. Hkrati se je prvič odpravil na kratko znanstveno potovanje v Anglijo, kjer so obravnavali le teoretične vidike fizike heterostruktur, saj so britanski kolegi menili, da so eksperimentalne študije neobetavne. Čeprav so imeli odlično opremljeni laboratoriji vse možnosti za eksperimentalne raziskave, Britanci niso niti pomislili, kaj bi lahko storili. Žores Ivanovič je s čisto vestjo preživel čas, ko se je seznanil z arhitekturnimi in umetniškimi spomeniki v Londonu. Brez poročnih daril se ni bilo mogoče vrniti, zato sem moral obiskati "muzeje materialne kulture" - luksuzne v primerjavi s sovjetskimi zahodnimi trgovinami.

Nevesta je bila Tamara Darskaya, hči igralca Voroneškega gledališča glasbene komedije Georgija Darskega. Delala je v Himkiju pri Moskvi v vesoljski družbi akademika V.P.Gluška. Poroka je potekala v restavraciji "Streha" v hotelu "Evropski" - takrat je bilo za kandidata znanosti precej dostopno. Družinski proračun je omogočal tudi tedenske lete na relaciji Leningrad–Moskva in nazaj (tudi štipendist je lahko letel s Tu-104 enkrat ali dvakrat na mesec, saj je vozovnica stala le 11 rubljev po takratnem uradnem tečaju 65 kopejk na dolar). Šest mesecev kasneje se je par kljub temu odločil, da je bolje, da se Tamara Georgievna preseli v Leningrad.

In že leta 1968 je bil v enem od nadstropij "polimerne" stavbe Fizikalnotehniškega inštituta, kjer je bil v tistih letih laboratorij V. M. Tuchkevicha, "generiran" prvi heterolaser na svetu. Po tem je ZhI Alferov rekel B. P. Zakharcheneju: "Borya, jaz sem heterojunkcija vse polprevodniške mikroelektronike!" V letih 1968–1969 Skupina Ž. I. Alferova je praktično izvedla vse glavne zamisli o nadzoru elektronskih in svetlobnih tokov v klasičnih heterostrukturah na osnovi sistema GaAs–AlAs in pokazala prednosti heterostruktur v polprevodniških napravah (laserji, LED, sončne baterije in tranzistorji). Seveda je najpomembnejše ustvarjanje laserjev z nizkim pragom, ki delujejo pri sobni temperaturi, na osnovi dvojne heterostrukture, ki jo je leta 1963 predlagal Ž. I. Alferov. Telefon Bell, G.Kressel iz RCA), ki so se zavedali potencialnih prednosti dvojnih heterostruktur, si jih niso upali implementirati in so uporabljali homostrukture v laserjih. Od leta 1968 se je res začela zelo huda konkurenca, predvsem s tremi laboratoriji znanih ameriških podjetij: Telefon Bell, IBM in RCA.

Poročilo Ž. I. Alferova na mednarodni konferenci o luminiscenci v Newarku (ZDA) avgusta 1969, v katerem so bili parametri laserjev z nizkim pragom, ki delujejo pri sobni temperaturi na dvojnih heterostrukturah, so na Američane naredili vtis eksplozivne bombe. sodelavci. Profesor Ya.Pankov iz RCA je le pol ure pred poročilom obvestil Žoresa Ivanoviča, da na žalost ni dovoljenja za njegov obisk v podjetju, takoj po poročilu pa je ugotovil, da je bilo prejeto. Zh.I. Alferov si ni odrekel užitka, da bi odgovoril, da zdaj nima časa, saj IBM in Telefon Bellže pred izvidom vabljeni, da obiščejo njihove laboratorije. Po tem, kot je zapisal I. Hayashi, v Telefon Bell podvojila prizadevanja za razvoj laserjev na osnovi dvojnih heterostruktur.

Seminar v Telefon Bell, pregled laboratorijev in razprava (in ameriški kolegi očitno niso skrivali, računajoč na vzajemnost, tehnološke podrobnosti, strukture in naprave) so precej jasno pokazali prednosti in slabosti razvoja LPTI. Tekmovanje, ki je kmalu sledilo za dosego neprekinjenega delovanja laserjev pri sobni temperaturi, je bilo takrat redek primer odprte konkurence med laboratoriji dveh antagonističnih velikih sil. Zh.I. Alferov s svojimi kolegi je zmagal na tem tekmovanju, ko je prehitel skupino M. Panish iz Telefon Bell!

Leta 1970 so ZhI Alferov in njegovi kolegi Efim Portnoy, Dmitry Tretyakov, Dmitry Garbuzov, Vyacheslav Andreev, Vladimir Korolkov ustvarili prvi polprevodniški heterolaser, ki deluje v neprekinjenem načinu pri sobni temperaturi. Ne glede na režim cw laserja v laserjih, ki temeljijo na dvojnih heterostrukturah (z diamantnim toplotnim odvodom), sta Itsuo Hayashi in Morton Panish poročala v članku, poslanem v tisk šele mesec dni kasneje. CW laserje pri Phystechu so implementirali v laserje s črtasto geometrijo, ki so bili ustvarjeni s fotolitografijo, pri čemer so bili laserji nameščeni na posrebrenih bakrenih toplotnih odvodih. Najnižja mejna gostota toka pri sobni temperaturi je bila 940 A/cm 2 za široke laserje in 2,7 kA/cm 2 za tračne laserje. Izvedba takšnega načina generiranja je povzročila eksplozijo zanimanja. V začetku leta 1971 so številne univerze in industrijski laboratoriji v ZDA, ZSSR, Veliki Britaniji, na Japonskem, v Braziliji in na Poljskem začeli preučevati heterostrukture in naprave, ki temeljijo na njih.

Velik prispevek k razumevanju elektronskih procesov v heterolaserjih je dal teoretik Rudolf Kazarinov. Generacijski čas prvega laserja je bil kratek. Žores Ivanovič je priznal, da je bil ravno dovolj dolg, da je izmeril parametre, potrebne za članek. Podaljšanje življenjske dobe laserjev je bilo precej težavno, vendar so ga s prizadevanji fizikov in tehnologov uspešno rešili. Zdaj se lastniki CD predvajalnikov večinoma ne zavedajo, da zvočne in video informacije bere polprevodniški heterolaser. Takšni laserji se uporabljajo v številnih optoelektronskih napravah, predvsem pa v optičnih komunikacijskih napravah in različnih telekomunikacijskih sistemih. Težko si je predstavljati naše življenje brez heterostrukturnih svetlečih diod in bipolarnih tranzistorjev, brez nizkošumnih tranzistorjev z visoko mobilnostjo elektronov za visokofrekvenčne aplikacije, vključno zlasti s satelitskimi televizijskimi sistemi. Po heterojunkcijskem laserju so nastale številne druge naprave, vse do pretvornikov sončne energije.

Pomen pridobitve neprekinjenega načina delovanja laserjev na dvojnih heterospojih pri sobni temperaturi je predvsem posledica dejstva, da je bilo hkrati ustvarjeno optično vlakno z majhnimi izgubami. To je vodilo do rojstva in hitrega razvoja optičnih komunikacijskih sistemov. Leta 1971 je ta dela zaznamovala podelitev prve mednarodne nagrade Ž. I. Alferovu - zlate medalje Ballantyne Inštituta Franklin v ZDA. Posebna vrednost te medalje, kot ugotavlja Žores Ivanovič, je v tem, da je Franklinov inštitut v Filadelfiji podelil medalje tudi drugim sovjetskim znanstvenikom: leta 1944 akademiku P. L. Kapici, leta 1974 akademiku N. N. 1981 akademiku A. D. Saharovu. Biti v takšni družbi je velika čast.

Podelitev medalje Ballantyne Zhoresu Ivanoviču je povezana z njegovim prijateljem. Eden prvih fizikov leta 1963 je prišel v ZDA B.P. Zakharchenya. Preletel je skoraj vso Ameriko, srečal se je s svetili, kot so Richard Feynman, Karl Anderson, Leo Szilard, John Bardeen, William Fairbank, Arthur Shavlov. Na Univerzi v Illinoisu je B. P. Zakharchenya srečal Nicka Holonyaka, ustvarjalca prve učinkovite LED na osnovi galijevega arzenid-fosfida, ki oddaja svetlobo v vidnem delu spektra. Nick Holonyak je eden največjih ameriških znanstvenikov, učenec Johna Bardeena, edinega dvakratnega Nobelovega nagrajenca na svetu za isto specialnost (fiziko). Nedavno je prejel nagrado kot eden od utemeljiteljev nove smeri v znanosti in tehnologiji - optoelektronike.

Nick Holonyak se je rodil v ZDA, kamor se je njegov oče, preprost rudar, pred oktobrsko revolucijo izselil iz Galicije. Briljantno je diplomiral na Univerzi v Illinoisu in njegovo ime je z zlatimi črkami vpisano na posebni "častni plošči" te univerze. B. P. Zakharchenya se je spominjal: »Snežno bela srajca, metuljček, kratka frizura v modi 60-ih in končno športna postava (dvignil je palico) so ga naredili tipičnega Američana. Ta vtis se je še okrepil, ko je Nick spregovoril v svojem maternem ameriškem jeziku. Toda nenadoma je prešel na jezik svojega očeta in od ameriškega gospoda ni ostalo nič. Ni bila ruščina, ampak neverjetna mešanica ruščine in rusinščine (bližje ukrajinščini), začinjena s slanimi rudarskimi šalami in močnimi kmečkimi izrazi, naučenimi od staršev. Ob tem se je profesor Holonyak zelo nalezljivo smejal in se pred našimi očmi spremenil v nagajivega Rusina.

Profesor Holonyak je leta 1963, ko je pod mikroskopom pokazal B. P. Zakharcheneju miniaturno LED, ki je svetila svetlo zeleno, rekel: »Poglej, Boris, mojo luč. Naslednji čas mi povej tam na tvojem inštitutu, morda nekdo, ki želi priti sem v Illinois od tvojih fantov. Naučila ga bom, kako biti svetla.”

Od leve proti desni: Zh.I.Alferov, John Bardeen, V.M.Tuchkevich, Nick Holonyak (Univerza Illinois, Urbana, 1974)

Sedem let pozneje je Žores Alferov prišel v laboratorij Nicka Holonyaka (ker ga je že poznal, leta 1967 je Holonyak obiskal laboratorij Alferova na Fizikalno-tehniškem inštitutu). Zhores Ivanovič ni bil tiste vrste "fant", ki bi se moral naučiti "robyt light". Lahko bi se naučil sam. Njegov obisk je bil zelo uspešen: Franklinov inštitut je takrat ravno podeljeval še eno Ballantynovo medaljo za najboljše delo na področju fizike. Laserji so bili v modi, posebno pozornost pa je pritegnil novi heterolaser, ki je veliko obetal v praksi. Bili so tekmovalci, vendar so bile objave skupine Alferov prve. Podpora delu sovjetskih fizikov s strani avtoritet, kot sta John Bardeen in Nick Holonyak, je vsekakor vplivala na odločitev komisije. V vsakem poslu je zelo pomembno biti na pravem mestu in ob pravem času. Če Žores Ivanovič takrat ne bi bil v ZDA, je možno, da bi ta medalja pripadla tekmovalcem, čeprav je bil prvi. Znano je, da »činove dajejo ljudje, a ljudi je mogoče prevarati«. V to zgodbo so bili vpleteni številni ameriški znanstveniki, za katere so bila poročila Alferova o prvem laserju na osnovi dvojne heterostrukture popolno presenečenje.

Alferov in Holonyak sta postala tesna prijatelja. V procesu različnih stikov (obiski, pisma, seminarji, telefonski pogovori), ki imajo pomembno vlogo v delu in življenju vsakogar, se redno pogovarjajo o problemih fizike polprevodnikov in elektronike ter o življenjskih vidikih.

Heterostruktura Al x Ga 1– x Kot je bilo kasneje neskončno razširjeno z večkomponentnimi trdnimi raztopinami - najprej teoretično, nato eksperimentalno (najbolj osupljiv primer je InGaAsP).

Vesoljska postaja "Mir" s solarnimi paneli na osnovi heterostruktur

Ena prvih uspešnih aplikacij heterostruktur pri nas je bila uporaba sončnih celic pri raziskovanju vesolja. Sončne celice na osnovi heterostruktur so ustvarili ZhI Alferov in sodelavci že leta 1970. Tehnologija je bila prenesena na NPO Kvant, sončne celice na osnovi GaAlAs pa so bile nameščene na številnih domačih satelitih. Ko so Američani objavili svoje prvo delo, so sovjetske sončne baterije že letele na satelitih. Bili so razporejeni industrijske proizvodnje, njihovo 15-letno delovanje na postaji Mir pa je sijajno dokazalo prednosti teh struktur v vesolju. In čeprav se napoved o močnem znižanju cene enega vata električne energije na osnovi polprevodniških sončnih baterij še ni uresničila, so v vesolju sončne baterije na osnovi heterostrukture spojin A III B V daleč najučinkovitejši vir energije. .

Na poti Žoresa Alferova je bilo dovolj ovir. Kot običajno, naše posebne storitve 70-ih. niso jim bile všeč njegove številne tuje nagrade in so se trudili, da ne bi šel v tujino na mednarodne znanstvene konference. Bili so zavistni ljudje, ki so poskušali prestreči primer in izbrisati Žoresa Ivanoviča iz slave in sredstev, potrebnih za nadaljevanje in izboljšanje eksperimenta. Toda njegova podjetnost, bliskovita reakcija in bister um so pomagali premagati vse te ovire. Spremlja in "Lady Luck".

Leto 1972 je bilo še posebej srečno. Zh.I.Alferov in njegovi učenci-kolegi V.M.Andreev, D.Z.Garbuzov, V.I.Korolkov in D.N.Tretyakov so prejeli Leninovo nagrado. Na žalost sta bila R.F.Kazarinov in E.L.Portnoy zaradi čisto formalnih okoliščin in ministrskih igric prikrajšana za to zasluženo nagrado. Istega leta je bil ZhI Alferov izvoljen v Akademijo znanosti ZSSR.

Na dan podelitve Leninove nagrade je bil Ž. I. Alferov v Moskvi in poklical domov, da bi poročal o tem veselem dogodku, vendar se telefon ni oglasil. Poklical je starše (od leta 1963 so živeli v Leningradu) in veselo povedal očetu, da je njegov sin dobitnik Leninove nagrade, v odgovor pa je slišal: »Kaj je vaša Leninova nagrada? Rodil se je naš vnuk! Rojstvo Vanje Alferova je bilo seveda največje veselje leta 1972.

Nadaljnji razvoj polprevodniških laserjev je bil povezan tudi z ustvarjanjem laserja s porazdeljeno povratno zvezo, ki ga je leta 1971 predlagal ZhI Alferov in nekaj let kasneje realiziral na Fizikalno-tehničnem inštitutu.

Zamisel o stimulirani emisiji v supermrežah, ki sta jo istočasno izrazila R.F.Kazarinov in R.A.Suris, je bila izvedena četrt stoletja pozneje v Telefon Bell. Študije supermrež, ki so jih leta 1970 začeli ZhI Alferov in soavtorji, so se na žalost hitro razvile le na Zahodu. Delo na kvantnih vrtinah in kratkoperiodičnih supermrežah je v kratkem času privedlo do rojstva novega področja kvantne fizike trdno telo– fizika nizkodimenzionalnih elektronskih sistemov. Vrhunec teh del je trenutno študij nič-dimenzionalnih struktur - kvantnih pik. Dela v tej smeri, ki so jih izvedli druga in tretja generacija učencev Ž. I. Alferova: P. S. Kopyev, N. N. Ledentsov, V. M. N. N. Ledentsov je postal najmlajši dopisni član Ruske akademije znanosti.

Polprevodniške heterostrukture, zlasti binarne heterostrukture, vključno s kvantnimi vrtinami, žicami in pikami, zdaj proučujeta dve tretjini raziskovalnih skupin, ki delujejo na področju fizike polprevodnikov.

Leta 1987 je bil ZhI Alferov izvoljen za direktorja Fizikalno-tehničnega inštituta, leta 1989 - za predsednika predsedstva Leningradskega znanstvenega centra Akademije znanosti ZSSR, aprila 1990 pa za podpredsednika Akademije znanosti ZSSR. Kasneje je bil ponovno izvoljen na ta mesta že v Ruski akademiji znanosti.

Glavna stvar Zh.I. Alferova v zadnjih letih je bila ohranitev Akademije znanosti kot najvišje in edinstvene znanstvene in izobraževalne strukture v Rusiji. Želeli so ga uničiti v 20. letih. kot »dediščina totalitarnega carskega režima«, v 90. – kot »dediščina totalitarnega sovjetskega režima«. Da bi ga ohranil, se je Zh.I. Alferov strinjal, da postane poslanec v državni dumi zadnjih treh sklicev. Zapisal je: »Zavoljo te velike stvari smo včasih sklepali kompromise z oblastmi, ne pa s svojo vestjo. Vse, kar je človeštvo ustvarilo, je ustvarilo zahvaljujoč znanosti. In če je naši državi usojeno, da postane velika sila, potem to ne bo po zaslugi jedrskega orožja ali zahodnih naložb, ne po zaslugi vere v Boga ali v predsednika, ampak po zaslugi dela njenih ljudi, vere v znanje, znanosti, zahvaljujoč ohranjanju in razvoju znanstvenega potenciala in izobraževanja.« Televizijski prenosi srečanj Državne dume so večkrat pričali o izjemnem družbeno-političnem temperamentu in velikem zanimanju Zh.I. Alferova za blaginjo države kot celote in znanosti zlasti.

Med drugimi znanstvenimi nagradami Zh.I.Alferova opazimo nagrado Hewlett-Packard Evropskega fizikalnega društva, državno nagrado ZSSR, medaljo Welker; Nagrada Karpinskega, ustanovljena v Nemčiji. Zh.I. Alferov je redni član Ruske akademije znanosti, tuji član Nacionalne inženirske akademije in Akademije znanosti ZDA, član številnih drugih tujih akademij.

Kot podpredsednik Akademije znanosti in poslanec Državne dume Ž. I. Alferov ne pozablja, da je kot znanstvenik odraščal v stenah znamenitega fizikalno-tehničnega inštituta, ki ga je leta 1918 v Petrogradu ustanovil izjemen ruski fizik in organizator znanosti Abram Fedorovič Ioffe. Ta inštitut je dal fizikalnim znanostim svetlo plejado svetovno znanih znanstvenikov. V Phystechu je N. N. Semyonov izvedel raziskave verižnih reakcij, ki so kasneje prejele Nobelovo nagrado. Tu so delali izjemni fiziki I.V.Kurchatov, A.P.Aleksandrov, Yu.B.Khariton in B.P.Konstantinov, katerih prispevek k rešitvi atomskega problema v naši državi ni mogoče preceniti. Nadarjeni eksperimentatorji - Nobelov nagrajenec P. L. Kapitsa in G. V. Kurdyumov, teoretični fiziki najredkejšega talenta - G. A. Godov, Ya. Ime inštituta bo vedno povezano z imeni enega od ustanoviteljev sodobne teorije kondenzirane snovi Ya.I.

Zh.I. Alferov po svojih najboljših močeh prispeva k razvoju Phystech. Na Fizikalno-tehniškem inštitutu je bila odprta fizikalno-tehniška šola in nadaljeval se je proces oblikovanja specializiranih izobraževalnih oddelkov na osnovi inštituta. (Prvi tovrstni oddelek, oddelek za optoelektroniko, je bil ustanovljen na LETI že leta 1973.) Na podlagi že obstoječih in na novo organiziranih temeljnih oddelkov je leta 1988 na Politehničnem inštitutu nastala Fakulteta za fiziko in tehnologijo. Razvoj akademskega izobraževalnega sistema v Sankt Peterburgu se je odrazil v ustanovitvi Medicinske fakultete na Univerzi in integriranega Znanstvenega in izobraževalnega centra Fizikalnotehniškega inštituta, ki je združil šolarje, študente in znanstvenike v eni čudoviti stavbi, ki ji lahko upravičeno rečemo Palača znanja. Uporaba možnosti državne dume za široko komunikacijo z vplivni ljudje, Zh.I. Alferov je "izbil" denar za ustanovitev Znanstvenega in izobraževalnega centra od vsakega predsednika vlade (in tako pogosto se spreminjajo). Prvi, najpomembnejši prispevek je prispeval VS Chernomyrdin. Zdaj se nedaleč od Fizikalnotehniškega inštituta bohoti ogromna stavba tega centra, ki so jo zgradili turški delavci, in jasno kaže, česa je sposobna podjetna oseba, obsedena s plemenito idejo.

Žores Ivanovič je že od otroštva navajen nastopati pred širokim občinstvom. B. P. Zakharchenya se spominja svojih zgodb o odmevnem uspehu, ki ga je dosegel z branjem z odra skoraj v predšolska starost Zgodba M. Zoshchenko "Aristokrat": "Jaz, moji bratje, ne maram žensk, ki so v klobukih. Če ženska nosi klobuk, če so nogavice na njej fildecos ... "

Žores Alferov je kot desetletni deček prebral čudovito knjigo Veniamina Kaverina "Dva kapitana" in vse svoje nadaljnje življenje sledi načelu njenega protagonista Sanje Grigorjeva: "Bori se in išči, najdi in ne obupaj!"

Kdo je on - "svoboden" ali "svoboden"?