Наша гордость — Жорес Алферов

Нобелевскому лауреату Жоресу Алферову 15 марта исполнится 80 лет

Нобелевскому лауреату 15 марта исполнится 80 лет

Среди уроженцев Беларуси ХХ века одним из самых известных является физик Жорес Алферов, которого по праву называют сыном двух народов — белорусского и русского. 

Как отмечают специалисты, едва ли не каждый житель планеты ежедневно и повседневно пользуется научными разработками Жореса Ивановича. Во всех мобильных телефонах есть гетероструктурные полупроводники. Вся оптоволоконная связь работает на его полупроводниках и «лазере Алферова». Без этого лазера были бы невозможны проигрыватели компакт-дисков и дисководы современных компьютеров. Открытия академика Алферова используются и в фарах автомобилей, и в светофорах, и в оборудовании супермаркетов — декодерах товарных ярлыков. 

Родился будущий лауреат Нобелевской премии в Витебске в семье сплавщика леса. Его отец — Иван Карпович — родом из города Чашники Витебской области, а мать — Анна Владимировна — из местечка (теперь деревни) Крайск Логойского района Минской области. Жоресом мальчика назвали в честь Жана Жореса, основателя французской социалистической партии. 

Свой первый детекторный приемник Жорес Алферов собрал в 10‑летнем возрасте, но главную роль в его будущей специализации сыграл школьный учитель физики Яков Борисович Мельцерзон, который привил ему любовь к своему предмету, что и определило жизненный путь будущего академика. Именно по его совету Жорес остановил свой выбор на электронике, которой увлекся в старших классах. Через много лет в своей книге «Наука и общество» Алферов вспоминал: 

«...У нас были замечательные учителя. И то, что я пошел по этой стезе, поступил в ленинградский вуз, стал ученым, — это прежде всего заслуга учителя физики Якова Борисовича Мельцерзона. Он был потрясающим учителем. Первые послевоенные годы — трудное время. В школе было печное отопление, и мы, ученики, сами пилили и кололи дрова. И физкабинета тогда у нас не было. Яков Борисович проводил сдвоенные уроки, вернее, это даже трудно было назвать уроками: он читал настоящие лекции, обращался с нами не как со школярами, а как со взрослыми студентами. В десятом классе Яков Борисович, рассказывая о радиолокации, объяснил устройство катодного осциллографа, и я был просто поражен этим умным устройством. С тех пор электроника стала для меня самым интересным делом». 

После окончания школы Жорес поступил на первый курс энергетического факультета Белорусского политехнического института, где проучился всего один год. В связи с переводом отца на новую работу в Ленинград, в 1948 году семья Алферовых переезжает в этот город, а Жорес поступает на второй курс факультета электронной техники Ленинградского электротехнического института. Через четыре года он с отличием окончил этот вуз с дипломом инженера по специальности «электровакуумная техника». 

По распределению Жорес Алферов попадает в лабораторию В.М.Тучкевича всемирно известного Ленинградского физико-технического института АН СССР, которым руководил академик А.Ф.Иоффе. Именно в этом институте, который называли «детским садом Иоффе», выросли «отец» советской атомной бомбы Игорь Курчатов, нобелевские лауреаты Николай Семенов, Лев Ландау, Петр Капица. 

В то время лаборатория выполняла правительственное задание по созданию полупроводниковых приборов, к которому подключили Алферова. Уже в памятный для многих день смерти Сталина он сделал первый транзистор, который хорошо работал. 

В 1954 году Тучкевич и Алферов создали первые советские силовые германиевые приборы, быстро нашедшие многочисленные применения в разных отраслях промышленности, железнодорожном и городском транспорте. 

«Общие новые принципы управления электронными и световыми потоками в гетероструктурах (электронное и оптическое ограничения и особенности инжекции) я сформулировал лишь в 1966 году и, чтобы избежать засекречивания, в названии статьи говорил прежде всего о выпрямителях, а не лазерах, — вспоминал Алферов. — В начале наших исследований гетероструктур мне не раз приходилось убеждать моих молодых коллег, теперь уже сотрудников моей лаборатории (в 1967 году я был избран ученым советом ЛФТИ заведующим сектором), что мы далеко не единственные в мире, кто занялся очевидным и естественным для природы делом: полупроводниковая физика и электроника будут развиваться на основе гетеро‑, а не гомоструктур. Но уже начиная с 1968 года реально началось очень жесткое соревнование, прежде всего с тремя лабораториями крупнейших американских фирм — «Веll Telephone», IBM и RCA». 

Гетеропереходы в полупроводниках — это когда в контакт приведены два или несколько различных по химическому составу полупроводников. Реализация полупроводниковых устройств на основе гетероструктур позволяла бы создавать чрезвычайно мощные и очень компактные конструкции. Загвоздка, которую очень долго не удавалось преодолеть экспериментаторам, была в малом: подобрать идеально подходящие по размерам кристаллической решетки различные полупроводники. Заслуга Алферова как раз в том, что ему первому удалось решить эту проблему. Впоследствии он рассказывал: 

«Идеи использования гетероструктур возникли в начале 60‑х годов у нас, в Физико-техническом институте, в моей группе. Мы показали, что для большинства полупроводниковых приборов необходимо строить полупроводниковые кристаллы из сложных химических композиций, когда он остается единым монокристаллом, но основные его свойства меняются внутри кристалла на расстояниях, исчисляемых долями микрона, а часто и на нескольких постоянных кристаллической решетки. Подобные идеи поначалу казались некоторым ученым противоречащими физическим принципам или, во всяком случае, совершенно нереальными практически. Когда я об этом впервые рассказал в 1964 году на конференции в Париже, то один из крупнейших американских специалистов, мой хороший знакомый, выходец из России Яков Панков сказал: «Это все бумажные патенты, Жорес, они никогда не будут реализованы». Однако в 1967 году мы все это реализовали, а в 1970 году был создан первый в мировой практике полупроводниковый лазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. Именно такой сложный «сэндвич» из самых различных материалов, представляющий собой единый кристалл, стал сердцем волоконно-оптической связи, он передает световыми сигналами десятки миллионов телефонных разговоров». 

Сегодня можно сказать уверенно: к счастью, у Алферова хватило смелости, терпения и стойкости. В самом деле, именно в 1967 году, когда, казалось, был вынесен «окончательный» вердикт о бесперспективности работ по гетеропереходам, Жорес Иванович с группой сотрудников создал в системе AlAs—GaAs гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, а затем — первый полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. В 1970 году в СССР на основе гетероструктур были созданы уже солнечные батареи. 

Интересно, что во время первой поездки Жореса Ивановича в США в августе 1969 года на Международную конференцию по люминесценции в Ньюарке (штат Делавэр), его доклад, в котором приводились параметры созданных лазеров на основе двойных гетероструктур, произвел на американских коллег впечатление разорвавшейся бомбы. Профессор Панков из RCA, за полчаса до доклада сообщивший Алферову, что, к сожалению, для его визита к американцам у них нет разрешения, сразу после доклада заявил, что оно получено и компания ждет Жореса Ивановича после конференции. И тогда Алферов не отказал себе в удовольствии ответить, что теперь у него нет времени. 

За фундаментальные исследования полупроводниковых гетероструктур и создание новых устройств на их основе в 1972 году Алферов с коллегами был удостоен самой высокой награды СССР в области науки — Ленинской премии. 

Эмануил ИОФФЕ, профессор БГПУ им. М. Танка

Жанна МАЗЕЦ, доцент БГПУ им. М. Танка

(Окончание в следующем номере)

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter