Pentru care Zhores Alferov a primit Premiul Nobel. Laureații Nobel: Zhores Alferov
Își amintește viața, realizările științifice și activitățile sociale și politice.
Părinții săi, Ivan Karpovich Alferov și Anna Vladimirovna Rosenblum, erau comuniști convinși, așa că viitorul laureat al Nobel și-a primit numele neobișnuit în onoarea lui Jean Jaurès, un socialist francez ucis în ajunul Primului Război Mondial. Fratele mai mare al lui Zhores, Marx Ivanovich Alferov, a murit în timpul Marelui Război Patriotic, în timpul eliberării Ucrainei. Marx s-a oferit voluntar pe front la vârsta de 17 ani, imediat după școală, a luptat la Stalingrad, pe Bulga Kursk și a fost ucis la 19 ani în ultimele zile ale operațiunii Korsun-Șevcenko.
„L-am iubit la nebunie – probabil că m-a iubit și mai mult. Era o persoană mai talentată, mai intenționată și mai pură decât mine.” spuse mai târziu Alferov cu vocea tremurândă și cu lacrimi în ochi.
Zhores a avut noroc - în ciuda călătoriilor și evacuării constante, după ce s-a întors în Belarus devastat de germani, a reușit să absolve școala cu o medalie de aur. După cum și-a amintit mai târziu Alferov, profesorul său de școală Yakov Borisovich Meltzerzon a contribuit foarte mult la acest lucru. La școală, Zhores a participat activ la spectacole de amatori și a citit Zoshchenko și Mayakovsky. Până în clasa a IX-a, visa să devină jurnalist și se pregătea să intre la secția de jurnalism. Meltzerzon, potrivit lui Alferov, „m-a întors și am vrut să studiez fizica și electronica după ce mi-a spus despre osciloscopul catodic și locația”. Acum, școala în care a studiat viitorul fizician remarcabil îi poartă numele - Gimnaziul nr. 42 din Minsk, numit după laureatul Premiului Nobel Zh.I. Alferova.
A doua oară Zhores Alferov a avut noroc după ce a absolvit Institutul Electrotehnic din Leningrad (LETI) - a fost repartizat la faimosul Institut Fizico-Tehnic A.F. Ioffe, unde academicienii și Yuli Khariton și laureații Nobel și alții au lucrat de-a lungul anilor. Acolo tânărul om de știință a început să dezvolte tranzistori. În anii 1960, când știința sovietică era în creștere, Alferov a trecut la fizica semiconductoarelor și la studiul heterostructurilor. Atunci s-au făcut cele mai importante descoperiri, pentru care a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2000. Deși la începutul anilor 1960, mulți colegi erau sceptici cu privire la perspectivele acestor studii.
„Nu am avut succes de multă vreme... Mulți fizicieni au râs de noi și au crezut că facem o sarcină fără speranță”, și-a amintit Alferov. De exemplu, celebrul om de știință american Jack Isaac Pankov a declarat că „acestea sunt toate brevete de hârtie... și lucrurile nu vor depăși hârtie”.
Telefoane mobile, lasere și sisteme de memorie în computere, fibră optică, LED-uri și nanotehnologie - toate acestea au fost posibile datorită muncii lui Alferov și a colegilor săi. De fapt, aceste descoperiri au revoluționat nu numai știința, ci și viața de zi cu zi a omenirii.
„Nu numai progresul științific și tehnologic, ci și progresul social al societății din ultimii 20-30 de ani este asociat cu dezvoltarea microelectronicii, dezvoltarea tehnologiei heterostructurii semiconductoare”, a spus Alferov în 2012. „Îmi scot telefonul mobil și există un tranzistor HEMT care funcționează pe o sondă cuantică”, - explicat le-a spus apoi jurnaliştilor.
În 1970, Alferov și-a susținut teza de doctorat, iar în 1971 a primit primul premiu internațional - medalia Stuart Ballantyne, acordată de Institutul Franklin din SUA. În anul următor, 1972, țara sa natală și-a remarcat și meritele: Alferov a devenit laureat al Premiului Lenin și profesor în LETI natal. Apoi vor fi multe premii științifice și guvernamentale, inclusiv cele străine, deși s-a vorbit că în anii de stagnare, Alferov a avut periodic probleme cu care au interferat cu contactele sale cu colegii străini. Cu toate acestea, omul de știință însuși, fiind un om sovietic convins, nu a vorbit niciodată despre asta în mod public.
„Hobby-ul meu principal este munca, mai este puțin timp pentru orice altceva”, a recunoscut Alferov. Poate din cauza pasiunii sale pentru știință, prima sa căsătorie nu a funcționat, care s-a încheiat cu un divorț scandalos și o împărțire dureroasă a proprietății. Alferov s-a căsătorit pentru a doua oară la vârsta de 37 de ani, iar de atunci familia sa a fost întotdeauna un sprijin și un sprijin de încredere pentru el.
Gândindu-se la cine îl va înlocui, Alferov a susținut tinerii talentați. El a înființat Fondul pentru Sprijinirea Educației și Științei, mai cunoscut sub numele de Fondul Alferov. Prima contribuție la aceasta au fost banii de la Premiul Nobel al academicianului: „Viitorul Rusiei este știința și tehnologia, nu vânzarea de materii prime. Și viitorul țării nu este al oligarhilor, ci al unuia dintre elevii mei.”
Cu toate acestea, astăzi cei mai renumiți studenți ai lui Alferov sunt un consilier prezidențial, un fost ministru al educației și științei și un cunoscut om de afaceri. „Yura este un organizator talentat și genial”, a recunoscut Alferov. „Dacă nu ar fi fost anumite evenimente din țară, el ar lucra și astăzi în știință și poate că lui i-aș fi predat Institutul de Fizică și Tehnologie.”
Alferov a fost o persoană sinceră și pasionată. A rămas un comunist convins și a fost dureros afectat de multe dintre evenimentele care au avut loc în țară în ultimele trei decenii. Nu a acceptat transformarea anilor 90, a protestat împotriva reformei și a fost supărat când a văzut decalajul tot mai mare dintre săraci și bogați, precum și degradarea științei și a sferei sociale.
„Nu există o sarcină mai importantă pentru țara noastră decât renașterea industriei de înaltă tehnologie. Sau vom rămâne blocați pe materii prime”, a avertizat Alferov în urmă cu câțiva ani.
Născut la 15 martie 1930 la Vitebsk, în familia lui Ivan Karpovich și Anna Vladimirovna Alferov, originari din Belarus. Tatăl unui băiat de optsprezece ani a venit la Sankt Petersburg în 1912. A lucrat ca încărcător la port, ca muncitor la o fabrică de plicuri și ca muncitor la uzina Lessner (mai târziu Uzina Karl Marx). În timpul Primului Război Mondial a urcat la gradul de subofițer în Gărzile de Salvare, devenind Cavaler al Sf. Gheorghe.
În septembrie 1917, I.K. Alferov s-a alăturat Partidului Bolșevic și a rămas fidel idealurilor alese în tinerețe pentru tot restul vieții. Acest lucru, în special, este evidențiat de cuvintele amare ale lui Zhores Ivanovich însuși: „Sunt fericit că părinții mei nu au trăit ca să vadă de data asta” (1994). În timpul războiului civil, I.K. Alferov a comandat un regiment de cavalerie al Armatei Roșii, sa întâlnit cu V.I. Lenin, L.D. Trotsky, B.B. Dumenko. După ce a absolvit Academia Industrială în 1935, a trecut de la director de fabrică la șef al trustului: Stalingrad, Novosibirsk, Barnaul, Syasstroy (lângă Leningrad), Turinsk (regiunea Sverdlovsk, ani de război), Minsk (după război). Ivan Karpovici s-a caracterizat prin decență internă și intoleranță la condamnarea fără discernământ a oamenilor.
Anna Vladimirovna avea o minte limpede și o mare înțelepciune lumească, în mare parte moștenite de fiul ei. Ea a lucrat la bibliotecă și a condus consiliul soțiilor sociale.
Zh.I. Alferov cu părinții săi, Anna Vladimirovna și Ivan Karpovici (1954).
Cuplul, la fel ca majoritatea oamenilor din acea generație, credea cu fermitate în ideile revoluționare. Atunci a apărut moda de a da copiilor nume revoluționare sonore. Fiul mai mic a devenit Jaurès în onoarea revoluționarului francez Jean Jaurès, iar fiul cel mare a devenit Marx, în cinstea fondatorului comunismului științific. Jaurès și Marx erau copiii regizorului, ceea ce înseamnă că trebuiau să fie un exemplu atât în studii, cât și în viața publică.
Molohul represiunii a ocolit familia Alferov, dar războiul și-a luat tributul. Marx Alferov a absolvit școala pe 21 iunie 1941 la Syasstroy. A intrat la Institutul Industrial Ural de la Facultatea de Energie, dar a studiat doar câteva săptămâni, apoi a decis că datoria lui era să-și apere patria. Stalingrad, Harkov, Kursk Bulge, rană gravă la cap. În octombrie 1943, a petrecut trei zile cu familia la Sverdlovsk, când s-a întors pe front după internare. Și Zhores și-a amintit de aceste trei zile, de poveștile din prima linie ale fratelui său mai mare, de credința sa pasionată din tinerețe în puterea științei și a ingineriei pentru tot restul vieții. Sublocotenentul de gardă Marx Ivanovich Alferov a murit în luptă în „al doilea Stalingrad” - așa se numea operațiunea Korsun-Shevchenkovsky atunci.
În 1956, Zhores a venit în Ucraina pentru a găsi mormântul fratelui său. La Kiev, pe stradă, l-a întâlnit pe neașteptate pe colegul său B.P. Zakharchenya, care a devenit ulterior unul dintre cei mai apropiați prieteni ai săi. Am fost de acord să mergem împreună. Am cumpărat bilete pentru navă și chiar a doua zi am coborât pe Nipru până la Kanev într-o cabină dublă. Am găsit satul Khilki, lângă care Marx Alferov a respins cu înverșunare încercarea diviziilor germane selectate de a părăsi „căldarea” Korsun-Shevchenko. Am găsit o groapă comună cu un soldat de ghips alb pe un piedestal înălțat deasupra ierbii luxuriante, presărate cu flori simple, de tipul celor plantate de obicei pe mormintele rusești: gălbenele, panseluțe, nu-mă-uita.
În Minsk distrus, Zhores a studiat la singura școală secundară rusă nr. 42 pentru bărbați la acea vreme, unde era un profesor minunat de fizică - Yakov Borisovich Meltzerzon. Școala nu avea o clasă de fizică, dar Iakov Borisovich, care era îndrăgostit de fizică, a știut să transmită elevilor săi atitudinea față de materia lui preferată, așa că nu a existat niciodată vreo răutate în clasa mai degrabă huliganică. Zhores, uimit de povestea lui Yakov Borisovich despre funcționarea unui osciloscop catodic și principiile radarului, a plecat în 1947 să studieze la Leningrad, la Institutul de Electrotehnică, deși medalia de aur a deschis posibilitatea admiterii la orice institut fără examene. Institutul Electrotehnic din Leningrad (LETI) numit după. V.I. Ulyanov (Lenin) a fost o instituție cu un nume unic: a menționat atât numele real, cât și porecla de partid a unei persoane pe care o parte din populația fostei URSS acum nu o respectă cu adevărat (acum este Electrotehnica Statului Sankt Petersburg). Universitate).
Fundația științei la LETI, care a jucat un rol remarcabil în dezvoltarea electronicii interne și a ingineriei radio, a fost pusă de astfel de „balene” precum Alexander Popov, Genrikh Graftio, Axel Berg, Mikhail Chatelain. Zhores Ivanovici, potrivit lui, a fost foarte norocos cu primul său supraveghetor științific. În al treilea an, crezând că matematica și disciplinele teoretice sunt ușoare și că trebuie să învețe multe „cu mâinile”, a plecat să lucreze în laboratorul de vid al profesorului B.P. Kozyrev. Acolo, după ce a început lucrările experimentale în 1950 sub îndrumarea Nataliei Nikolaevna Sozina, care și-a susținut recent disertația despre studiul fotodetectorilor cu semiconductori în regiunea IR a spectrului, Zh.I. Alferov a întâlnit pentru prima dată semiconductori, care au devenit lucrarea principală. din viata lui. Prima monografie despre fizica semiconductoarelor studiată a fost cartea lui F.F. Volkenshtein „Conductibilitatea electrică a semiconductoarelor”, scrisă în timpul asediului Leningradului. În decembrie 1952 a avut loc distribuirea. Zh.I. Alferov a visat la un Phystech, condus de Abram Fedorovich Ioffe, a cărui monografie „Conceptele de bază ale fizicii moderne” a devenit o carte de referință pentru tânărul om de știință. În timpul distribuirii, au fost trei posturi vacante, iar unul a mers la Zh.I. Alferov. Zhores Ivanovici a scris mult mai târziu că viața sa fericită în știință a fost predeterminată tocmai de această distribuție. Într-o scrisoare către părinții săi din Minsk, el a relatat despre marea sa fericire de a lucra la Institutul Ioffe. Zhores nu știa încă că Abram Fedorovich, cu două luni mai devreme, fusese nevoit să părăsească institutul pe care îl crease, unde era director de mai bine de 30 de ani.
Cercetările sistematice asupra semiconductorilor de la Institutul de Fizică și Tehnologie au început în anii '30. ultimul secol. În 1932, V.P. Zhuze și B.V. Kurchatov au investigat conductivitatea intrinsecă și a impurităților semiconductorilor. În același an, A.F.Ioffe și Ya.I.Frenkel au creat o teorie a redresării curentului la un contact metal-semiconductor, bazată pe fenomenul tunelului. În 1931 și 1936 Ya.I. Frenkel și-a publicat lucrările celebre, în care a prezis existența excitonilor în semiconductori, introducând acest termen în sine și dezvoltând teoria excitonilor. Prima teorie a difuziei a redresorului p–n-tranziţia, care a devenit baza teoriei p–n-tranziţie de V. Shockley, a fost publicată de B.I.Davydov în 1939. La iniţiativa lui A.F.Ioffe de la sfârşitul anilor '40. Cercetarea compușilor intermetalici a început la Institutul de Fizică și Tehnologie.
La 30 ianuarie 1953, Zh.I. Alferov a început să lucreze cu un nou supraveghetor științific, la acea vreme șeful sectorului, candidat la științe fizice și matematice Vladimir Maksimovici Tuchkevich. O echipă mică din sector a primit o sarcină foarte importantă: crearea primelor diode și tranzistoare interne cu germaniu cu joncțiuni p–n (vezi „Fizica” nr. 40/2000, V.V.Randoshkin. tranzistor). Tema „Avionul” a fost încredințată de guvern în paralel cu patru institute: FIAN și Institutul Fizicotehnic din Academia de Științe, TsNII-108 - principalul institut radar al Ministerului Apărării la acea vreme la Moscova (condus de academicianul A.I. Berg). ) - și NII-17 - principalul Institut de Tehnologie Electronică din Fryazino, lângă Moscova.
Phystech în 1953, conform standardelor actuale, era un mic institut. Zh.I.Alferov a primit permisul numărul 429 (ceea ce însemna numărul tuturor angajaților institutului la acel moment). Apoi, majoritatea studenților celebri la Fizică și Tehnologie au mers la Moscova la I.V. Kurchatov și la alte centre „atomice” nou create. „Elita semiconductorilor” a mers împreună cu A.F. Ioffe la noul laborator de semiconductori organizat de la Prezidiul Academiei de Științe a URSS. Din generația „mai veche” de „oameni de știință în semiconductori”, doar D.N. Nasledov, B.T. Kolomiets și V.M. Tuchkevich au rămas la Institutul Fizicotehnic.
Noul director al LPTI, academicianul A.P.Komar, nu s-a comportat în cel mai bun mod față de predecesorul său, ci a ales o strategie complet rezonabilă în dezvoltarea institutului. Atenția principală a fost acordată sprijinirii lucrărilor privind crearea de electronice semiconductoare noi calitativ, cercetării spațiale (dinamica gazelor de mare viteză și acoperiri la temperatură înaltă - Yu.A. Dunaev) și dezvoltarea metodelor de separare a izotopilor de lumină pentru armele cu hidrogen ( B.P. Konstantinov). Cercetările pur fundamentale nu au fost uitate: în acest moment a fost descoperit experimental excitonul (E.F. Gross), s-au creat bazele teoriei cinetice a forței (S.N. Zhurkov), au început lucrările privind fizica coliziunilor atomice (V.M. Dukelsky, K. .V.Fedorenko). Raportul strălucit al lui E.F. Gross despre descoperirea excitonului a fost susținut la primul seminar de semiconductori al lui Zh.I. Alferov, la Institutul Phystech, în februarie 1953. El a experimentat un sentiment incomparabil - de a asista la nașterea unei descoperiri remarcabile în domeniul științei în care unul face primii pași.
Direcția Institutului Fizicotehnic a înțeles perfect necesitatea atragerii tinerilor în știință, iar fiecare tânăr specialist care a venit a fost intervievat de Direcție. În acest moment, viitorii membri ai Academiei de Științe URSS B.P. Zakharchenya, A.A. Kaplinsky, E.P. Mazets, V.V. Afrosimov și mulți alții au fost acceptați la Institutul de Fizică și Tehnologie.
La Phystech, Zh.I. Alferov și-a completat foarte repede educația de inginerie și tehnică cu fizică și a devenit un specialist înalt calificat în fizica cuantică a dispozitivelor semiconductoare. Principalul lucru a fost munca în laborator - Alferov a fost norocos să participe la nașterea electronicii semiconductoare sovietice. Zhores Ivanovici își păstrează jurnalul de laborator din acea vreme ca o relicvă, cu o înregistrare a creării sale la 5 martie 1953 a primului tranzistor sovietic cu p–n-tranziție. Astăzi poate fi surprins cum o echipă foarte mică de angajați foarte tineri sub conducerea lui V.M. Tuchkevich, în câteva luni, a dezvoltat bazele tehnologiei și metrologia electronicii tranzistoare: A.A. Lebedev - producția și dopajul monocristalelor perfecte de germaniu, Zh .I. Alferov - producție de tranzistori cu parametri la nivelul celor mai bune mostre din lume, A.I. Uvarov și S.M. Ryvkin - crearea de metrici de precizie pentru cristale de germaniu și tranzistoare, N.S. Yakovchuk - dezvoltare de circuite pe tranzistoare. În această muncă, căreia echipa sa dedicat cu toată pasiunea tinereții și conștiința celei mai înalte responsabilități față de țară, formarea unui tânăr om de știință, înțelegerea importanței tehnologiei nu numai pentru crearea de noi dispozitive electronice, dar și pentru cercetarea fizică, rolul și semnificația celor „mici”, s-au desfășurat foarte rapid și eficient. , la prima vedere, detaliile din experiment, necesitatea de a înțelege fundamentele „simple” înainte de a pune în discuție „înalt științific”. explicații pentru rezultatele nereușite.
Deja în mai 1953, primele receptoare sovietice cu tranzistori au fost demonstrate „înaltelor autorități”, iar în octombrie o comisie guvernamentală a preluat lucrările la Moscova. Institutul fizicotehnic, Institutul de fizică Lebedev și TsNII-108, folosind diferite metode de proiectare și tehnologii de fabricare a tranzistorilor, au rezolvat cu succes problema, iar doar NII-17, copiend orbește mostre americane bine-cunoscute, a eșuat. Adevărat, primul institut de semiconductori din țară NII-35, creat pe baza unuia dintre laboratoarele sale, a fost încredințat cu dezvoltarea tehnologiei industriale pentru tranzistori și diode cu p–n-tranziții, cărora le-au făcut față cu succes.
În anii următori, mica echipă de „oameni de știință în semiconductori” de la Institutul Fizicotehnic s-a extins considerabil și, în foarte scurt timp, în laboratorul deja doctorului în științe fizice și matematice, profesorul V.M. Tuchkevich, primele redresoare sovietice cu germaniu, germaniu. au fost create fotodiode și celule solare cu siliciu, comportamentul impurităților din germaniu și siliciu.
În mai 1958, Zh.I. Alferov a fost abordat de Anatoly Petrovici Aleksandrov, viitorul președinte al Academiei de Științe a URSS, cu o solicitare de a dezvolta dispozitive semiconductoare pentru primul submarin nuclear sovietic. Pentru a rezolva această problemă, au fost necesare tehnologii și design fundamental noi ale supapelor cu germaniu. Vicepreședintele guvernului URSS, Dmitri Fedorovich Ustinov, a sunat personal (!) cercetătorul junior. A trebuit să locuiesc direct în laborator timp de două luni, iar lucrările au fost finalizate cu succes în timp record: deja în octombrie 1958, dispozitivele se aflau pe submarin. Pentru Zhores Ivanovich, chiar și astăzi, prima comandă primită în 1959 pentru această lucrare este unul dintre cele mai valoroase premii!
Zh.I.Alferov după ce a primit un premiu guvernamental pentru munca comandată de Marina URSS
Instalarea supapelor a presupus numeroase călătorii la Severodvinsk. Când comandantul-șef adjunct al Marinei a sosit la „recepția subiectului” și a fost informat că acum există noi supape de germaniu pe submarine, amiralul a tresărit și a întrebat iritat: „Ce, nu era nici un domestic. cele?”
În Kirovo-Chepetsk, unde, prin eforturile multor angajați Phystech, s-a lucrat pentru separarea izotopilor de litiu în vederea creării unei bombe cu hidrogen, Zhores a întâlnit mulți oameni minunați și i-a descris în mod viu. B. Zakharchenya și-a amintit această poveste despre Boris Petrovici Zverev, un bizon al „industriei de apărare” din vremea lui Stalin, inginer-șef al uzinei. În timpul războiului, în perioada sa cea mai dificilă, a condus o întreprindere angajată în producția electrolitică de aluminiu. Procesul tehnologic a folosit melasa, care a fost depozitata intr-o cuva imensa chiar in atelier. Muncitorii flămânzi l-au furat. Boris Petrovici a chemat muncitorii la o întâlnire, a ținut un discurs sincer, apoi a urcat scările până la marginea de sus a cuvei, și-a descheiat pantalonii și a urinat în fața tuturor în cuva cu melasă. Acest lucru nu a afectat tehnologia, dar nimeni nu a mai furat melasa. Zhores a fost foarte amuzat de această soluție pur rusească a problemei.
Pentru munca de succes, Zh.I. Alferov a fost recompensat în mod regulat cu bonusuri în numerar și a primit în curând titlul de cercetător senior. În 1961, și-a susținut teza de doctorat, dedicată în principal dezvoltării și cercetării redresoarelor puternice cu germaniu și parțial siliciu. Rețineți că aceste dispozitive, la fel ca toate dispozitivele semiconductoare create anterior, foloseau proprietăți fizice unice p–n-tranziție - o distribuție creată artificial de impurități într-un singur cristal semiconductor, în care într-o parte a cristalului purtătorii de sarcină sunt electroni încărcați negativ, iar în cealaltă - cvasiparticule încărcate pozitiv, „găuri” (latină nȘi p exact asta înseamnă ei negativȘi pozitiv). Deoarece numai tipul de conductivitate diferă, dar substanța este aceeași, p–n-tranziția poate fi numită omuncție.
Mulțumită p–n-tranziția în cristale a reușit să injecteze electroni și găuri și o simplă combinație a celor două p–n-tranzițiile au făcut posibilă implementarea amplificatoarelor monocristaline cu parametri buni - tranzistoare. Cele mai comune sunt structurile cu una p–n- tranzitie (diode si fotocelule), doua p–n-tranzitii (tranzistoare) si trei p–n-tranzitii (tiristoare). Toată dezvoltarea ulterioară a electronicii semiconductoare a urmat calea studierii structurilor monocristaline bazate pe germaniu, siliciu, compuși semiconductori de tip A III B V (elemente din grupele III și V ale Tabelului Periodic Mendeleev). Îmbunătățirea proprietăților dispozitivelor a procedat în principal pe calea îmbunătățirii metodelor de formare p–n-tranzitii si folosirea de noi materiale. Înlocuirea germaniului cu siliciu a făcut posibilă creșterea temperaturii de funcționare a dispozitivelor și crearea de diode și tiristoare de înaltă tensiune. Progresele în tehnologia de producere a arseniurii de galiu și a altor semiconductori optici au condus la crearea laserelor semiconductoare, a surselor de lumină foarte eficiente și a fotocelulelor. Combinațiile de diode și tranzistori pe un singur substrat de siliciu monocristalin au devenit baza circuitelor integrate, pe care s-a bazat dezvoltarea tehnologiei de calcul electronic. Dispozitivele în miniatură și apoi microelectronice, create în principal pe siliciu cristalin, au măturat literalmente tuburile cu vid, făcând posibilă reducerea dimensiunii dispozitivelor de sute și mii de ori. Este suficient să ne amintim vechile computere care ocupau camere uriașe și echivalentul lor modern, un laptop - un computer care seamănă cu o carcasă mică atașată sau „diplomat”, așa cum este numit în Rusia.
Dar mintea întreprinzătoare și plină de viață a lui Zh.I. Alferov își căuta propriul drum în știință. Și a fost găsit, în ciuda situației de viață extrem de dificile. După prima sa căsătorie fulgerătoare, a trebuit să divorțeze la fel de repede, pierzându-și apartamentul. Ca urmare a scandalurilor provocate de o soacra aprigă din comitetul de partid al institutului, Zhores s-a stabilit în camera de la demisol a vechii case de Fizică și Tehnologie.
Una dintre concluziile tezei de doctorat a afirmat că p–n-tranziția într-un semiconductor omogen ca compoziție ( homostructură) nu poate oferi parametri optimi pentru multe dispozitive. A devenit clar că progresele suplimentare sunt asociate cu creația p–n-tranziție la limita semiconductoarelor cu compoziții chimice diferite ( heterostructuri).
În acest sens, imediat după apariția primei lucrări, care descria funcționarea unui laser semiconductor pe o homostructură în arseniură de galiu, Zh.I. Alferov a prezentat ideea utilizării heterostructurilor. Cererea depusă pentru un certificat de drept de autor pentru această invenție a fost clasificată conform legilor din acea vreme. Abia după publicarea unei idei similare de către G. Kroemer în SUA, clasificarea secretului a fost coborâtă la nivelul „pentru uz oficial”, dar certificatul de autor a fost publicat abia mulți ani mai târziu.
Laserele de homojuncție au fost ineficiente din cauza pierderilor optice și electrice mari. Curenții de prag au fost foarte mari, iar generarea a fost efectuată numai la temperaturi scăzute. În articolul său, G. Krömer a propus utilizarea heterostructurilor duble pentru limitarea spațială a purtătorilor în regiunea activă. El a sugerat că „folosind o pereche de injectoare cu heterojoncție, laserul poate fi realizat în mulți semiconductori cu decalaj indirect și îmbunătățit în semiconductori cu decalaj direct”. Certificatul autorului lui Zh.I. Alferov a menționat și posibilitatea de a obține o densitate mare de purtători injectați și populație inversă folosind injecția „dublă”. S-a indicat că laserele cu homouncție ar putea oferi „lasare continuă la temperaturi ridicate” și a fost, de asemenea, posibil să „mărească suprafața emitentă și să se utilizeze noi materiale pentru a produce radiații în diferite regiuni ale spectrului”.
Inițial, teoria s-a dezvoltat mult mai rapid decât implementarea practică a dispozitivelor. În 1966, Zh.I. Alferov a formulat principiile generale de control al fluxurilor electronice și luminoase în heterostructuri. Pentru a evita secretul, în titlul articolului au fost menționate doar redresoare, deși aceleași principii erau aplicabile laserelor cu semiconductor. El a prezis că densitatea purtătorilor injectați ar putea fi cu multe ordine de mărime mai mare (efectul „superinjecție”).
Ideea de a folosi o heterojuncție a fost prezentată în zorii dezvoltării electronicii. Deja în primul brevet legat de tranzistori porniți p–n-tranziție, V. Shockley a propus utilizarea unui emițător cu decalaj larg pentru a obține injecția unilaterală. Rezultate teoretice importante într-un stadiu incipient în studiul heterostructurilor au fost obținute de G. Kroemer, care a introdus conceptele de câmpuri cvasi-electrice și cvasi-magnetice într-o heterojoncție netedă și a presupus o eficiență de injecție extrem de ridicată a heterojoncțiilor comparativ cu homojuncțiile. În același timp, au apărut diverse propuneri pentru utilizarea heterojoncțiilor în celulele solare.
Așadar, implementarea unei heterojoncțiuni a deschis posibilitatea creării de dispozitive mai eficiente pentru electronică și reducerea dimensiunii dispozitivelor literalmente la scara atomică. Cu toate acestea, Zh.I. Alferov a fost descurajat de a lucra la heterojoncții de mulți, inclusiv de V.M. Tuchkevich, care mai târziu și-a amintit în mod repetat acest lucru în discursuri și toasturi, subliniind curajul și darul lui Zhores Ivanovich de a prevedea căile dezvoltării științifice. La acel moment, exista un scepticism general cu privire la crearea unei heterojoncții „ideale”, în special cu proprietățile de injecție prezise teoretic. Și în lucrarea de pionierat a lui R.L. Andersen privind studiul epitaxial ([taxis] înseamnă amenajarea este in regula, constructie) Tranziția Ge–GaAs cu constante identice ale rețelei cristaline, nu a existat nicio dovadă de injectare a purtătorilor de neechilibru în heterostructuri.
Efectul maxim a fost de așteptat atunci când se utilizează heterojoncțiuni între un semiconductor care servește drept regiune activă a dispozitivului și un semiconductor cu distanță mai mare. Sistemele GaP–GaAs și AlAs–GaAs au fost considerate cele mai promițătoare la acea vreme. Pentru a fi „compatibile”, aceste materiale trebuiau mai întâi să satisfacă cea mai importantă condiție: să aibă valori apropiate ale constantei rețelei cristaline.
Faptul este că numeroase încercări de implementare a unei heterojoncțiuni au fost eșuate: la urma urmei, nu numai dimensiunile celulelor elementare ale rețelelor cristaline ale semiconductorilor care alcătuiesc joncțiunea trebuie să coincidă practic, ci și cele termice, electrice și cristaline ale acestora. proprietățile chimice trebuie să fie apropiate, precum și structurile lor cristaline și de bandă.
Nu a fost posibil să găsim un astfel de heterocuplu. Și astfel Zh.I. Alferov s-a apucat de această afacere aparent fără speranță. Heterojuncția necesară, după cum s-a dovedit, ar putea fi formată prin creșterea epitaxială, atunci când un singur cristal (sau mai bine zis, filmul său monocristal) a fost crescut pe suprafața altui singur cristal literalmente strat cu strat - un singur cristal. strat după altul. Până în prezent, au fost dezvoltate multe metode de astfel de cultivare. Acestea sunt tehnologiile foarte înalte care asigură nu numai prosperitatea companiilor electronice, ci și existența confortabilă a unor țări întregi.
B.P. Zakharchenya și-a amintit că mica cameră de lucru a lui Zh.I. Alferov era plină de suluri de hârtie milimetrică, pe care neobositul Zhores Ivanovich, de dimineața până seara, a desenat diagrame de compoziție-proprietăți ale compușilor semiconductori multifazici în căutarea rețelelor cristaline de împerechere. Arseniura de galiu (GaAs) și arseniura de aluminiu (AlAs) erau potrivite pentru o heterojoncție ideală, dar aceasta din urmă s-a oxidat instantaneu în aer, iar utilizarea sa a părut exclusă. Cu toate acestea, natura este generoasă cu cadouri neașteptate; trebuie doar să ridici cheile de la magaziile ei și să nu te angajezi în hacking nepoliticos, care a fost cerut de sloganul „Nu putem aștepta favoruri de la natură, să le luăm de la ea este a noastră. sarcină." Astfel de chei au fost deja selectate de un specialist remarcabil în chimia semiconductorilor, angajata în Fizică și Tehnologie Nina Aleksandrovna Goryunova, care a oferit lumii celebrii compuși A III B V. Ea a lucrat și la compuși tripli mai complecși. Zhores Ivanovici a tratat întotdeauna talentul Ninei Alexandrovna cu mare reverență și a înțeles imediat rolul ei remarcabil în știință.
Inițial, a fost făcută o încercare de a crea o heterostructură dublă GaP 0,15 As 0,85 –GaAs. Și a fost crescut prin epitaxie în fază gazoasă și s-a format un laser pe ea. Cu toate acestea, din cauza unei ușoare nepotriviri în constantele rețelei, acesta, ca și laserele cu homouncție, ar putea funcționa numai la temperaturi de azot lichid. Pentru Zh.I.Alferov a devenit clar că nu ar fi posibil să realizeze avantajele potențiale ale heterostructurilor duble în acest fel.
Unul dintre studenții lui Goryunova, Dmitry Tretyakov, un om de știință talentat cu un suflet boem în versiunea sa unică rusă, a lucrat direct cu Zhores Ivanovich. Autorul a sute de lucrări, care a pregătit mulți candidați și doctori în științe, câștigătorul Premiului Lenin - cel mai înalt semn de recunoaștere a meritului creator la acea vreme - nu a susținut nicio dizertație. El i-a spus lui Zhores Ivanovici că arseniura de aluminiu, care este instabilă în sine, este absolut stabilă în compusul ternar AlGaAs, așa-numitul solutie solida. Dovadă în acest sens au fost cristalele acestei soluții solide crescute cu mult timp în urmă prin răcirea din topitură de Alexander Borshchevsky, de asemenea student al lui N.A. Goryunova, care fusese depozitată în biroul său de câțiva ani. Cam așa a fost descoperită în 1967 heteroperechea GaAs-AlGaAs, care a devenit acum un clasic în lumea microelectronicii.
Studiul diagramelor de fază și cineticii de creștere în acest sistem, precum și crearea unei metode de epitaxie în fază lichidă modificată, potrivită pentru creșterea heterostructurilor, a condus în curând la crearea unei heterostructuri potrivite cu parametrul rețelei cristaline. Zh.I. Alferov și-a amintit: „Când am publicat prima lucrare pe această temă, am fost fericiți să ne considerăm primii care au descoperit un sistem unic, practic ideal, potrivit în zăbrele pentru GaAs.” Totuși, aproape simultan (cu o întârziere de o lună!) și independent, heterostructura Al X Ga 1– X As–GaAs a fost obținut în SUA de către angajații companiei IBM.
Din acel moment, realizarea principalelor avantaje ale heterostructurilor a decurs rapid. În primul rând, au fost confirmate experimental proprietățile unice de injecție ale emițătorilor cu decalaj larg și efectul de suprainjecție, a fost demonstrată emisia stimulată în heterostructuri duble și a fost stabilită structura de bandă a heterojoncției Al X Ga 1– X Așa cum, proprietățile luminiscente și difuzia purtătorilor într-o heterojoncție netedă, precum și caracteristicile extrem de interesante ale fluxului de curent printr-o heterojuncție, de exemplu, tranzițiile de recombinare a tunelului diagonal direct între găurile din golul îngust și electronii din decalajul larg. componente ale heterojoncției, au fost atent studiate.
În același timp, principalele avantaje ale heterostructurilor au fost realizate de grupul lui Zh.I. Alferov:
– în lasere cu prag scăzut bazate pe heterostructuri duble care funcționează la temperatura camerei;
– în LED-uri foarte eficiente bazate pe heterostructuri simple și duble;
– în celule solare bazate pe heterostructuri;
– în tranzistoare bipolare pe heterostructuri;
– în tiristor p–n–p–n heterostructuri.
Dacă capacitatea de a controla tipul de conductivitate a unui semiconductor prin dopare cu diverse impurități și ideea de a injecta purtători de sarcină neechilibrați au fost semințele din care a crescut electronica semiconductoare, atunci heterostructurile au făcut posibilă rezolvarea problemei mult mai generale. de control al parametrilor fundamentali ai cristalelor și dispozitivelor semiconductoare, cum ar fi banda interzisă, masele efective ale purtătorilor de sarcină și mobilitatea acestora, indicele de refracție, spectrul de energie electronică etc.
Ideea laserelor semiconductoare p–n-tranziție, observarea experimentală a recombinării radiative eficiente în p–n- structura bazata pe GaAs cu posibilitatea de emisie stimulata si crearea de lasere si diode luminoase pe baza de p–n-joncțiunile au fost semințele din care a început să crească optoelectronica semiconductoare.
În 1967, Zhores Ivanovici a fost ales șef al sectorului FTI. În același timp, a plecat mai întâi într-o scurtă călătorie științifică în Anglia, unde s-au discutat doar aspecte teoretice ale fizicii heterostructurilor, din moment ce colegii săi englezi au considerat că cercetarea experimentală nu este promițătoare. Desi laboratoarele superb echipate aveau toate facilitatile pentru cercetarea experimentala, britanicii nici nu s-au gandit la ce ar putea face. Zhores Ivanovich, cu conștiința curată, a petrecut timp făcând cunoștință cu monumentele arhitecturale și artistice din Londra. Era imposibil să mă întorc fără cadouri de nuntă, așa că a trebuit să vizitez „muzeele culturii materiale” - magazine occidentale de lux în comparație cu cele sovietice.
Mireasa a fost Tamara Darskaya, fiica actorului Teatrului de Comedie Muzical Voronezh Georgy Darsky. Ea a lucrat la Khimki, lângă Moscova, în compania spațială a academicianului V.P. Glushko. Nunta a avut loc în restaurantul „Roof” din hotelul „european” - la acea vreme era destul de accesibil pentru un candidat la științe. Bugetul familiei permitea, de asemenea, zboruri săptămânale pe ruta Leningrad-Moscova și retur (chiar și un student cu bursă putea zbura cu un avion Tu-104 o dată sau de două ori pe lună, deoarece un bilet costa doar 11 ruble la cursul de schimb oficial de atunci al 65 copeici pe dolar). Șase luni mai târziu, cuplul a decis în sfârșit că era mai bine pentru Tamara Georgievna să se mute la Leningrad.
Și deja în 1968, pe unul dintre etajele clădirii „polimer” a Phystech, unde se afla laboratorul lui V.M. Tuchkevich în acei ani, a fost „generat” primul heterolaser din lume. După aceasta, Zh.I. Alferov i-a spus lui B.P. Zakharchena: „Borya, heteroconvertesc toate microelectronica semiconductoare!” În 1968–1969 Grupul lui Zh.I.Alferov a implementat practic toate ideile de bază pentru controlul fluxurilor electronice și luminoase în heterostructurile clasice bazate pe sistemul GaAs–AlAs și a arătat avantajele heterostructurilor în dispozitivele semiconductoare (lasere, LED-uri, celule solare și tranzistoare). Cel mai important lucru a fost, desigur, crearea de lasere cu prag scăzut, la temperatura camerei, bazate pe heterostructura dublă propusă de Zh.I.Alferov încă din 1963. Concurenții americani (M.B. Panish și I. Hayashi de la Bell Telefon, G. Kressel din RCA), care cunoșteau potențialele avantaje ale heterostructurilor duble, nu îndrăzneau să le implementeze și foloseau homostructuri în lasere. Din 1968, a început cu adevărat o competiție foarte dură, în primul rând cu trei laboratoare ale unor companii americane cunoscute: Bell Telefon, IBMȘi RCA.
Raportul lui Zh.I. Alferov la Conferința Internațională de Luminescență de la Newark (SUA) din august 1969, care prezenta parametrii laserelor cu prag scăzut, la temperatura camerei bazate pe heterostructuri duble, a dat impresia unei bombe care exploda americanilor. colegi. Profesorul Ya. Pankov de la RCA, care avea doar, cu o jumătate de oră înainte de raport, l-a informat pe Zhores Ivanovici că, din păcate, nu există permisiunea pentru vizita sa la companie, imediat după raport a descoperit că acesta a fost primit. Zh.I.Alferov nu și-a refuzat plăcerea de a răspunde că acum nu mai are timp, pentru că IBMȘi Bell Telefon fuseseră deja invitați să-și viziteze laboratoarele chiar înainte de raport. După aceasta, după cum a scris I. Hayashi, în Bell Telefon a dublat eforturile de dezvoltare a laserelor bazate pe heterostructuri duble.
Seminar în Bell Telefon, o inspecție a laboratoarelor și o discuție (iar colegii americani clar nu s-au ascuns, mizând pe reciprocitate, detalii tehnologice, structuri și dispozitive) au arătat destul de clar avantajele și dezavantajele dezvoltărilor LPTI. Competiția care a urmat în scurt timp pentru a obține funcționarea continuă a laserului la temperatura camerei a fost un exemplu rar de competiție deschisă între laboratoare de la două mari puteri antagoniste la acea vreme. Zh.I. Alferov și personalul său au câștigat această competiție, învingând grupul lui M. Panish din Bell Telefon!
În 1970, Zh.I. Alferov și colaboratorii săi Efim Portnoy, Dmitri Tretiakov, Dmitri Garbuzov, Vyacheslav Andreev, Vladimir Korolkov au creat primul heterolaser semiconductor care funcționează în mod continuu la temperatura camerei. În mod independent, Itsuo Hayashi și Morton Panish au raportat despre regimul de laser continuu în lasere bazat pe heterostructuri duble (cu radiator de diamant) într-o lucrare trimisă la presa abia o lună mai târziu. Modul de laser cu laser continuu la Fiztekh a fost implementat în lasere cu geometrie dungi, care au fost create folosind fotolitografie, iar laserele au fost instalate pe radiatoare de cupru acoperite cu argint. Cea mai mică densitate de curent de prag la temperatura camerei a fost de 940 A/cm2 pentru laserele largi și 2,7 kA/cm2 pentru laserele cu bandă. Implementarea unui astfel de mod de generare a provocat o explozie de interes. La începutul anului 1971, multe universități și laboratoare industriale din SUA, URSS, Marea Britanie, Japonia, Brazilia și Polonia au început să cerceteze heterostructuri și dispozitive bazate pe acestea.
Teoreticianul Rudolf Kazarinov a adus o mare contribuție la înțelegerea proceselor electronice în heterolasere. Timpul de generare a primului laser a fost scurt. Zhores Ivanovici a recunoscut că a avut suficient pentru a măsura parametrii necesari pentru articol. Extinderea duratei de viață a laserelor a fost destul de dificilă, dar a fost rezolvată cu succes prin eforturile fizicienilor și tehnologilor. Acum, majoritatea proprietarilor de CD playere nu știu că informațiile audio și video sunt citite de un heterolaser semiconductor. Astfel de lasere sunt utilizate în multe dispozitive optoelectronice, dar în primul rând în dispozitive de comunicații cu fibră optică și diferite sisteme de telecomunicații. Este dificil să ne imaginăm viața fără LED-uri cu heterostructură și tranzistoare bipolare, fără tranzistori cu zgomot redus și mobilitate mare a electronilor pentru aplicații de înaltă frecvență, inclusiv, în special, sistemele de televiziune prin satelit. În urma laserului de heterojuncție, au fost create multe alte dispozitive, inclusiv convertoare de energie solară.
Importanța realizării funcționării continue a laserelor cu heterojoncție dublă la temperatura camerei se datorează în primul rând faptului că, în același timp, a fost creată fibră optică cu pierderi reduse. Acest lucru a dus la nașterea și dezvoltarea rapidă a sistemelor de comunicații prin fibră optică. În 1971, aceste lucrări au fost remarcate prin acordarea lui Zh.I. Alferov a primului premiu internațional - Medalia de aur Ballantyne a Institutului Franklin din SUA. Valoarea specială a acestei medalii, așa cum a menționat Zhores Ivanovich, constă în faptul că Institutul Franklin din Philadelphia a acordat medalii altor oameni de știință sovietici: în 1944 academicianului P.L. Kapitsa, în 1974 academicianului N.N. Bogolyubov și în 1981 academicianului A.D. Saharov. Este o mare onoare să fiu într-o astfel de companie.
Acordarea medaliei Ballantyne lui Zhores Ivanovich are o poveste de fundal legată de prietenul său. Unul dintre primii studenți la Fizică și Tehnologie care a venit în SUA în 1963 a fost B.P. Zakharchenya. A zburat în aproape toată America, întâlnindu-se cu lumini precum Richard Feynman, Carl Anderson, Leo Szilard, John Bardeen, William Fairbank, Arthur Schawlow. La Universitatea din Illinois, B.P. Zakharchenya l-a întâlnit pe Nick Holonyak, creatorul primului LED eficient de arseniură-fosfură de galiu care emite lumină în regiunea vizibilă a spectrului. Nick Holonyak este unul dintre cei mai importanți oameni de știință americani, elev al lui John Bardeen, singurul câștigător de două ori al Premiului Nobel din lume pentru aceeași specialitate (fizică). El a primit recent un premiu ca unul dintre fondatorii unei noi direcții în știință și tehnologie - optoelectronica.
Nick Holonyak s-a născut în SUA, unde tatăl său, un simplu miner, a emigrat din Galiția înainte de Revoluția din octombrie. A absolvit cu brio Universitatea din Illinois, iar numele său este scris cu litere de aur pe un „Consiliu de onoare” special al acestei universități. B.P.Zakharchenya își amintește: „O cămașă albă ca zăpada, un papion, o tunsoare scurtă la moda anilor 60 și, în cele din urmă, o siluetă atletică (a ridicat greutăți) l-au făcut un american tipic. Această impresie s-a întărit și mai mult atunci când Nick vorbea limba sa natală americană. Dar brusc a trecut la limba tatălui său și nu a mai rămas nimic din domnul american. Nu era rusă, ci un amestec uimitor de rusă și rutenă (aproape de ucraineană), aromat cu glume sărate de mineri și expresii puternice țărănești învățate de la părinții lor. În același timp, profesorul Kholonyak a râs foarte contagios, transformându-se într-un tip Rusyn răutăcios în fața ochilor noștri.”
În 1963, arătându-i lui B.P. Zakharchena un LED în miniatură, strălucitor de un verde strălucitor, la microscop, profesorul Kholonyak a spus: „Minunați-vă, Boris, la costumul meu. Data viitoare, spune-le la institutul tău, poate cineva dintre băieții tăi ar dori să vină aici în Illinois. Îl voi învăța cum să fie svitla.”
De la stânga la dreapta: Zh.I. Alferov, John Bardeen, V.M. Tuchkevich, Nick Holonyak (Universitatea din Illinois, Urbana, 1974)
Șapte ani mai târziu, Zhores Alferov a venit la laboratorul lui Nick Kholonyak (fiind deja familiarizat cu el - în 1967, Kholonyak a vizitat laboratorul lui Alferov la Institutul de Fizică și Tehnologie). Zhores Ivanovici nu era „băiatul” care trebuia să învețe cum să „fii un domn”. Aș putea să mă învăț singur. Vizita lui a avut un mare succes: Institutul Franklin la acea vreme tocmai acorda o altă medalie Ballantyne pentru cea mai bună lucrare în fizică. Laserele erau la modă, iar noul heterolaser, promițând perspective practice enorme, a atras o atenție deosebită. Au existat concurenți, dar publicațiile grupului lui Alferov au fost primele. Sprijinul pentru munca fizicienilor sovietici de către autorități precum John Bardeen și Nick Holonyak a influențat cu siguranță decizia comisiei. Este foarte important în orice afacere să fii la locul potrivit la momentul potrivit. Dacă Zhores Ivanovici nu ar fi ajuns atunci în State, este posibil ca această medalie să fi ajuns la concurenți, deși el a fost primul. Se știe că „gradele sunt date de oameni, dar oamenii pot fi înșelați”. În această poveste au fost implicați mulți oameni de știință americani, pentru care rapoartele lui Alferov despre primul laser bazat pe o heterostructură dublă au fost o surpriză completă.
Alferov și Kholonyak au devenit prieteni apropiați. În procesul diferitelor contacte (vizite, scrisori, seminarii, convorbiri telefonice), care joacă un rol important în munca și viața fiecăruia, ei discută în mod regulat problemele din fizica semiconductorilor și electronicii, precum și aspecte ale vieții.
Excepția aproape aparent fericită a heterostructurii Al X Ga 1– X După cum a fost ulterior extins la nesfârșit cu soluții solide multicomponente - mai întâi teoretic, apoi experimental (cel mai frapant exemplu este InGaAsP).
Stația spațială „Mir” cu baterii solare bazate pe heterostructuri
Una dintre primele experiențe de aplicare cu succes a heterostructurilor în țara noastră a fost utilizarea panourilor solare în cercetarea spațială. Celulele solare bazate pe heterostructuri au fost create de Zh.I. Alferov și colegii de muncă încă din 1970. Tehnologia a fost transferată către NPO Kvant, iar celulele solare bazate pe GaAlA au fost instalate pe mulți sateliți domestici. Când americanii și-au publicat primele lucrări, panourile solare sovietice zburau deja pe sateliți. Producția lor industrială a fost lansată, iar funcționarea lor de 15 ani la stația Mir a demonstrat cu brio avantajele acestor structuri în spațiu. Și deși prognoza unei reduceri drastice a costului unui watt de energie electrică bazată pe celule solare semiconductoare nu s-a adeverit încă, în spațiu cea mai eficientă sursă de energie până în prezent sunt cu siguranță celulele solare bazate pe heterostructuri de A III B V. compuși.
Au fost suficiente obstacole pe calea lui Zhores Alferov. Ca de obicei, serviciile noastre speciale din anii 70. nu le-au plăcut numeroasele sale premii străine și au încercat să-l împiedice să meargă în străinătate la conferințe științifice internaționale. Au apărut oameni invidioși care au încercat să preia problema și să-l ștergă pe Zhores Ivanovici de faimă și de fondurile necesare pentru a continua și a îmbunătăți experimentul. Dar spiritul său antreprenorial, reacția fulgerătoare și mintea limpede au ajutat să depășească toate aceste obstacole. „Lady Luck” ne-a însoțit și el.
1972 a fost un an deosebit de fericit. Zh.I. Alferov și colegii săi studenți V.M. Andreev, D.Z. Garbuzov, V.I. Korolkov și D.N. Tretyakov au primit Premiul Lenin. Din păcate, din cauza circumstanțelor pur formale și a jocurilor ministeriale, R.F. Kazarinov și E.L. Portnoy au fost lipsiți de acest premiu binemeritat. În același an, Zh.I. Alferov a fost ales la Academia de Științe a URSS.
În ziua în care a fost decernat Premiul Lenin, Zh.I. Alferov a fost la Moscova și a sunat acasă pentru a raporta acest eveniment fericit, dar telefonul nu a răspuns. Și-a sunat părinții (aceștia locuiau în Leningrad din 1963) și i-a spus fericit tatălui său că fiul său este laureat al Premiului Lenin și, ca răspuns, a auzit: „Care este premiul tău Lenin? S-a născut nepotul nostru!” Nașterea Vaniei Alferov a fost, desigur, cea mai mare bucurie a anului 1972.
Dezvoltarea ulterioară a laserelor semiconductoare a fost asociată și cu crearea unui laser cu feedback distribuit, propus de Zh.I.Alferov în 1971 și implementat câțiva ani mai târziu la Institutul Fizicotehnic.
Ideea de emisie stimulată în superrețele, exprimată în același timp de R.F. Kazarinov și R.A. Suris, a fost implementată un sfert de secol mai târziu în Bell Telefon. Cercetările în superlatice, începute de Zh.I. Alferov și coautorii în 1970, din păcate, s-au dezvoltat rapid doar în Occident. Lucrările asupra puțurilor cuantice și a superrețelelor cu perioadă scurtă într-un timp scurt au condus la nașterea unui nou domeniu al fizicii cuantice a stării solide - fizica sistemelor electronice de dimensiuni joase. Apogeul acestor lucrări este în prezent studiul structurilor zero-dimensionale - puncte cuantice. Munca în această direcție desfășurată de elevii lui Zh.I. Alferov din a doua și a treia generație: P.S. Kop’ev, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, S.V. Ivanov, a primit o largă recunoaștere. N.N. Ledentsov a devenit cel mai tânăr membru corespondent al Academiei Ruse de Științe.
Heterostructurile semiconductoare, în special cele duble, inclusiv puțurile cuantice, firele și punctele, sunt acum în centrul atenției a două treimi din grupurile de cercetare în fizica semiconductoarelor.
În 1987, Zh.I. Alferov a fost ales director al Institutului Fizicotehnic, în 1989 - președinte al prezidiului Centrului Științific Leningrad al Academiei de Științe a URSS, iar în aprilie 1990 - vicepreședinte al Academiei de Științe a URSS. Ulterior, a fost reales în aceste posturi în Academia Rusă de Științe.
Principalul lucru pentru Zh.I. Alferov în ultimii ani a fost păstrarea Academiei de Științe ca cea mai înaltă și unică structură științifică și educațională din Rusia. Au vrut să-l distrugă în anii 20. ca „moștenirea regimului țarist totalitar” și în anii 90. – ca „moștenirea regimului totalitar sovietic”. Pentru a-l păstra, Zh.I. Alferov a fost de acord să devină deputat în Duma de Stat al ultimelor trei convocări. El a scris: „De dragul acestei mari cauze, am făcut uneori compromisuri cu autoritățile, dar nu cu conștiința noastră. Tot ceea ce umanitatea a creat, a creat datorită științei. Și dacă țara noastră este destinată să fie o mare putere, atunci nu va fi datorită armelor nucleare sau investițiilor occidentale, nu datorită credinței în Dumnezeu sau în președinte, ci datorită muncii poporului său, credinței în cunoaștere, în știință. , datorită păstrării și dezvoltării potențialului științific și educației.” Emisiunile de televiziune ale reuniunilor Dumei de Stat au mărturisit în mod repetat remarcabilul temperament socio-politic și interesul arzător al lui Zh.I. Alferov pentru prosperitatea țării în general și știința în special.
Printre alte premii științifice ale lui Zh.I.Alferov, remarcăm Premiul Hewlett-Packard al Societății Europene de Fizică, Premiul de Stat al URSS, Medalia Welker; Premiul Karpinsky, stabilit în Germania. Zh.I.Alferov este membru cu drepturi depline al Academiei Ruse de Științe, membru străin al Academiei Naționale de Inginerie și al Academiei de Științe din SUA și membru al multor alte academii străine.
Fiind vicepreședinte al Academiei de Științe și deputat al Dumei de Stat, Zh.I.Alferov nu uită că, ca om de știință, a crescut între zidurile celebrului Institut Fizico-Tehnic, fondat la Petrograd în 1918 de către remarcabilul fizician rus și organizator al științei Abram Fedorovich Ioffe. Acest institut a oferit științei fizice o constelație vibrantă de oameni de știință de renume mondial. La Institutul de Fizică și Tehnologie N.N. Semenov a efectuat cercetări asupra reacțiilor în lanț, care ulterior a fost distins cu Premiul Nobel. Aici au lucrat remarcabili fizicieni I.V. Kurchatov, A.P. Aleksandrov, Yu.B. Khariton și B.P. Konstantinov, a căror contribuție la rezolvarea problemei atomice din țara noastră nu poate fi supraestimată. Cei mai talentați experimentatori - laureatul Nobel P.L. Kapitsa și G.V. Kurdyumov, fizicieni teoreticieni de talent rar - G.A. Godov, Ya.B. Zeldovich și laureatul Nobel L.D. Landau și-au început activitățile științifice la Phystech. Numele institutului va fi întotdeauna asociat cu numele unuia dintre fondatorii teoriei moderne a materiei condensate, Ya. I. Frenkel, și ale străluciților experimentatori E. F. Gross și V. M. Tuchkevich (care au condus institutul timp de mulți ani).
Zh.I.Alferov contribuie la dezvoltarea Phystech cât poate de bine. La Institutul Fizicotehnic a fost deschisă o Școală de Fizică și Tehnologie și a continuat procesul de creare a secțiilor de învățământ de specialitate pe baza institutului. (Prima catedra de acest fel - Departamentul de Optoelectronica - a fost creata la LETI in 1973. Pe baza catedrelor de baza deja existente si nou organizate, a fost creata Facultatea de Fizica si Tehnologie la Institutul Politehnic in anul 1988. Dezvoltarea sistemului de învățământ academic din Sankt Petersburg a fost exprimată prin crearea unei facultăți de medicină la Universitate și a unui Centru științific și educațional cuprinzător al Institutului Fizicotehnic, care a reunit școlari, studenți și oameni de știință într-o clădire frumoasă, care poate pe bună dreptate. fi numit Palatul Cunoașterii. Folosind oportunitățile Dumei de Stat pentru o comunicare largă cu oameni influenți, Zh.I. Alferov a „eliminat” bani pentru crearea unui Centru Științific și Educațional de la fiecare prim-ministru (și se schimbă atât de des). Prima, cea mai semnificativă contribuție a fost adusă de V.S. Chernomyrdin. Acum, imensa clădire a acestui centru, construită de muncitori turci, se află nu departe de Institutul de Fizică și Tehnologie, arătând clar de ce este capabilă o persoană întreprinzătoare, obsedată de o idee nobilă.
Încă din copilărie, Zhores Ivanovich a fost obișnuit să vorbească în fața unui public larg. B.P. Zakharchenya își amintește poveștile despre succesul răsunător pe care l-a câștigat citind de pe scenă aproape în vârstă preșcolară povestea lui M. Zoshchenko „Aristocratul”: „Mie, frații mei, nu-mi plac femeile care poartă pălării. Dacă o femeie poartă pălărie, dacă poartă ciorapi fildecos...”
În vârstă de zece ani, Zhores Alferov a citit minunata carte a lui Veniamin Kaverin „Doi căpitani” și pentru tot restul vieții a urmat principiul personajului său principal Sanya Grigoriev: „Luptă și caută, găsește și nu renunță!”
Cine este el – „liber” sau „liber”?
Regele suedez îi dă premiul Nobel lui Zh.I.Alferov
Compilat
V.V.RANDOSHKIN
pe baza materialelor:
Alferov Zh.I. Fizica si viata. – Sankt Petersburg: Nauka, 2000.
Alferov Zh.I. Heterostructuri duble: Concept și aplicații în fizică, electronică și tehnologie. – Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 2002, v. 172, nr. 9.
Știință și umanitate. Anuarul Internațional. – M., 1976.
„AiF” a vorbit despre exodul de creiere, răul capitalismului și starea de lucruri în știința noastră cu Academicianul Zhores Alferov, singurul laureat al Premiului Nobel rus pentru fizică în viață care trăiește în patria sa.
Închinați nu succesul, ci cunoașterea
Dmitri Pisarenko, AiF: Zhores Ivanovici, voi începe cu o întrebare neașteptată. Ei spun că anul acesta site-ul ucrainean „Peacemaker” v-a inclus pe lista persoanelor nedorite pentru intrarea pe teritoriul Ucrainei? Dar fratele tău este îngropat acolo.
Zhores Alferov: Nu am auzit despre asta, va trebui să aflu. Dar asta e ciudat... Am un fond din care se plătesc burse elevilor ucraineni din satul Komarivka, regiunea Cerkasi. Nu departe, într-o groapă comună de lângă satul Khilki, este de fapt îngropat fratele meu mai mare, care s-a oferit voluntar pe front și a murit în timpul operațiunii Korsun-Șevcenko.
Pentru întreaga planetă, a venit acum un timp întunecat - un timp al fascismului sub diferite forme.
Zhores Alferov
Obișnuiam să vizitez Ucraina în fiecare an; sunt cetățean de onoare al lui Khilkov și Komarivka. Ultima dată când am venit acolo a fost în 2013 cu oameni de știință străini. Am fost primiți foarte călduros. Și colegul meu american, laureat al Premiului Nobel Roger Kornberg, după ce a vorbit cu localnicii, el a exclamat:
„Zhores, cum ai putut fi împărțit? Sunteți un singur popor!”
Ceea ce se întâmplă în Ucraina este groaznic. Și de fapt amenință cu moartea întregii omeniri. Pentru întreaga planetă, a venit acum un timp întunecat - un timp al fascismului sub diferite forme. În opinia mea, acest lucru se întâmplă pentru că nu mai există un factor de descurajare atât de puternic precum a fost Uniunea Sovietică.
Dmitri Pisarenko, AiF:- Să reţină pe cine?
Zhores Alferov: - Capitalismul global. Știi, îmi amintesc adesea o conversație cu tatăl vechiului meu prieten Profesorul Nick Holonyak, care a avut loc în 1971, când i-am vizitat într-un oraș minier abandonat de lângă St. Louis. El mi-a spus:
„La începutul secolului al XX-lea. am trăit și am lucrat în condiții groaznice. Dar după ce muncitorii ruși au organizat o revoluție, burghezia noastră s-a speriat și și-a schimbat politica socială. Deci muncitorii americani trăiesc bine datorită Revoluției din octombrie!
Faptul că Uniunea Sovietică s-a prăbușit nu înseamnă că o economie de piață este mai eficientă decât una planificată.
Zhores Alferov
Dmitri Pisarenko, AiF:- Nu există aici un rânjet malefic al istoriei? La urma urmei, pentru noi înșine acest grandios experiment social s-a dovedit a fi fără succes.
Zhores Alferov: - Doar o secunda. Da, s-a încheiat fără succes din cauza trădării conducerii partidului nostru, dar experimentul în sine a avut succes! Am creat prima stare de justiție socială din istorie și am implementat acest principiu în practică. În condițiile unui mediu capitalist ostil, care a făcut tot posibilul pentru a ne distruge țara, când am fost nevoiți să cheltuim bani pe arme, pe dezvoltarea aceleiași bombe atomice, am ajuns pe locul doi în lume la producția de alimente pe cap de locuitor. !
Știi, un mare fizician Albert Einsteinîn 1949 a publicat articolul „De ce socialism?” În ea, el a scris că în capitalism, „producția este realizată în scopul profitului, nu al consumului”. Proprietatea privată a mijloacelor de producție duce la apariția unei oligarhii, iar rezultatele muncii altora sunt luate prin lege, ceea ce se transformă în fărădelege. Concluzia lui Einstein: economia trebuie planificată, iar instrumentele și mijloacele de producție trebuie să fie sociale. El a considerat „mutilarea personală” drept cel mai mare rău al capitalismului, când în sistemul de învățământ elevii sunt forțați să se închine mai degrabă succesului decât cunoașterii. Nu se întâmplă același lucru aici acum?
Înțelegeți că faptul că Uniunea Sovietică s-a prăbușit nu înseamnă că o economie de piață este mai eficientă decât una planificată. Dar mai bine v-aș spune despre ceea ce știu eu bine - despre știință. Uite unde l-am avut înainte și unde este acum! Când tocmai am început să facem tranzistori, primul secretar al Comitetului Regional de Partid din Leningrad a venit personal în laboratorul nostru, a stat cu noi și a întrebat: ce este nevoie, ce lipsește? Mi-am făcut munca pe heterostructuri semiconductoare, pentru care mai târziu am primit Premiul Nobel, înaintea americanilor. i-am depășit! Am venit în State și le-am dat prelegeri, nu invers. Și am început producția acestor componente electronice mai devreme. Dacă nu ar fi anii 90, iPhone-urile și iPad-urile ar fi acum produse aici, și nu în SUA.
Dmitri Pisarenko, AiF:- Mai putem începe să facem dispozitive similare? Sau e prea târziu, trenul a plecat?
Zhores Alferov: - Numai dacă creăm noi principii ale muncii lor și apoi le putem dezvolta. american Jack Kilby, care a primit Premiul Nobel în același an cu mine, a stabilit principiile cipurilor de siliciu la sfârșitul anilor 1950. Și rămân la fel. Da, metodele în sine s-au dezvoltat și au devenit la scară nanometrică. Numărul de tranzistori de pe un cip a crescut cu ordine de mărime și ne-am apropiat deja de valoarea limită a acestora. Apare întrebarea: ce urmează? Evident, trebuie să intrăm în a treia dimensiune și să creăm cipuri tridimensionale. Oricine stăpânește această tehnologie va face un salt înainte și va putea face electronica viitorului.
Acum pur și simplu nu avem lucrări de nivelul Premiului Nobel în domeniul fizicii.
Zhores Alferov
Dmitri Pisarenko, AiF:- Nu au existat din nou ruși printre laureații Nobel de anul acesta. Ar trebui să ne aruncăm cenuşă în cap din cauza asta? Sau este timpul să nu mai acordăm atenție deciziilor Comitetului Nobel?
Zhores Alferov: - Comitetul Nobel nu ne-a jignit niciodată sau ne-a ocolit intenționat. Când a fost posibil să oferim un bonus fizicienilor noștri, li s-a dat. Există atât de mulți americani printre laureații Nobel pur și simplu pentru că știința din această țară este finanțată cu generozitate și este în sfera interesului public.
Ce avem? Ultimul nostru premiu Nobel pentru fizică a fost acordat pentru munca depusă în Occident. Aceasta este o cercetare asupra grafenului efectuată de Geim și Novoselovîn Manchester. Iar ultimul premiu acordat pentru munca din tara noastra a fost acordat lui GinsburgȘi Abrikosovîn 2003, dar aceste lucrări în sine (despre supraconductivitate) datează din anii 1950. Am primit un premiu pentru rezultatele obținute la sfârșitul anilor ’60.
Acum pur și simplu nu avem lucrări de nivelul Premiului Nobel în domeniul fizicii. Dar motivul este în continuare același - lipsa cererii pentru știință. Dacă este la cerere, vor apărea școli științifice și apoi laureați ai Premiului Nobel. Să zicem că mulți laureați Nobel au venit de la compania Bell Telephone. Ea a investit foarte mult în cercetarea fundamentală pentru că a văzut promisiuni în ea. De aici și bonusurile.
Cea mai importantă problemă a științei ruse, despre care nu mă obosesc să vorbesc, este lipsa cererii pentru rezultatele sale, fie de către economie, fie de către societate.
Zhores Alferov
Unde este nanotehnologia?
Dmitri Pisarenko, AiF:- Anul acesta, ceva de neînțeles s-a întâmplat în preajma alegerilor pentru președintele Academiei Ruse de Științe. Candidații s-au recuzat, iar alegerile au fost amânate din martie până în septembrie. Ce-a fost asta? Se spune că Kremlinul și-a impus candidatul Academiei, dar el nu a trecut conform carții pentru că nu era academician?
Zhores Alferov: - Îmi este greu să explic de ce candidații au început să refuze. Probabil că așa ceva s-a întâmplat cu adevărat. Se pare că li s-a spus că trebuie să refuze.
Cum s-au desfășurat alegerile în perioada sovietică? Un prieten a venit la Academie Suslov si a zis: " Mstislav Vsevolodovici Keldysh a scris o declarație prin care cere să fie eliberat din funcțiile de președinte din motive de sănătate. Tu alegi cine va ocupa această funcție. Dar ni se pare că un candidat bun este Anatoli Petrovici Alexandrov. Nu putem insista, pur și simplu ne exprimăm părerea.” Și l-am ales pe Anatoly Petrovici, a fost un președinte minunat.
Cred că autoritățile ar trebui fie să ia singure decizia cu privire la această problemă (și să o facă așa cum a fost sub dominația sovietică), fie să o supună Academiei spre examinare. Și să joci astfel de jocuri este cea mai proastă opțiune.
Dmitri Pisarenko, AiF:- Vă așteptați la schimbări în bine după alegerea unui nou președinte?
Zhores Alferov: - Aș vrea, dar nu va fi ușor. Am ales un președinte complet rezonabil. Sergheev- un fizician bun. Adevărat, are puțină experiență organizatorică. Dar ceva mai rău este că se află în condiții foarte grele. Ca urmare a reformelor, Academiei i-au fost deja date o serie de lovituri.
Cea mai importantă problemă a științei ruse, despre care nu mă obosesc să vorbesc, este lipsa cererii pentru rezultatele sale pentru economie și societate. Avem nevoie de conducerea țării să acorde în sfârșit atenție acestei probleme.
Dmitri Pisarenko, AiF:- Cum să realizez asta? Sunteți în relații bune cu președintele Putin. Se sfătuiește cu tine? Poate sună acasă? Se întâmplă asta?
Zhores Alferov: - Nu poate fi. (Tăcere mult timp.) Întrebare dificilă. Conducerea țării trebuie, pe de o parte, să înțeleagă nevoia unei dezvoltări ample a științei și a cercetării științifice. La urma urmei, știința noastră a făcut adesea progrese în primul rând datorită aplicațiilor sale militare. La fabricarea unei bombe, a fost necesar să se creeze rachete și electronice. Și electronica și-a găsit apoi aplicație în sfera civilă. Programul de industrializare a fost de asemenea larg.
Pe de altă parte, autoritățile trebuie să susțină în primul rând acele domenii științifice care vor duce la multe alte lucruri. Trebuie să identificăm astfel de zone și să investim în ele. Acestea sunt industrii de înaltă tehnologie - electronică, nanotehnologie, biotehnologie. Investițiile în ele vor fi câștig-câștig. Să nu uităm că suntem puternici în software. Și au mai rămas ceva personal, nu toți au plecat în străinătate.
Trebuie să creăm o nouă economie, să o facem high-tech.
Zhores Alferov
Dmitri Pisarenko, AiF:- Este necesar să se întoarcă oamenii de știință care au obținut succes în Occident, despre cum a vorbit recent Putin?
Zhores Alferov: - Cred că nu este necesar. Pentru ce? Ce, noi înșine nu putem crește tineri talentați?
Dmitri Pisarenko, AiF:- Ei bine, un vizitator primește un „megagrant” de la guvern, cu acești bani deschide un laborator, atrage tineri specialiști, îi antrenează...
Zhores Alferov: -...și apoi își cade părul pe spate! Eu însumi am întâlnit asta. Un deținător de „megagrant” a lucrat pentru mine și a dispărut. Oricum nu vor rămâne în Rusia. Dacă un om de știință a obținut succes undeva în altă țară, cel mai probabil și-a întemeiat o familie și multe legături acolo. Și dacă nu a realizat nimic acolo, atunci, cineva se întreabă, de ce avem nevoie de el aici?
„Megagranturile” guvernamentale au ca scop atragerea oamenilor din generația mijlocie în știință. Chiar avem foarte puține dintre ele acum. Dar cred că îi putem antrena singuri. Câțiva dintre băieții mei, după absolvirea programelor de licență și masterat, au condus astfel de laboratoare. Și după câțiva ani au devenit această generație de mijloc de cercetători. Și nu vor pleca nicăieri! Pentru că sunt diferiți, au crescut aici.
Dmitri Pisarenko, AiF:- Încercând să evalueze realizările științei ruse moderne, oamenii întreabă adesea:
„Iată-l pe Rusnano. Unde sunt notoriile nanotehnologii?”
Zhores Alferov: - Când vom avea o adevărată corporație electronică, atunci va exista nanotehnologie. Ce înțelege acest burghez despre ei? Chubais, ce poate sa faca el? Doar privatizați și obțineți profit.
Vă voi da un exemplu. Aici, în laboratorul meu, au apărut primele LED-uri din lume. Și compania care a fost creată pentru a reînvia producția de LED-uri în Rusia a fost privatizată și vândută de Chubais. Și asta în loc de a stabili producția.
Pentru corporații, acestea ar trebui să lucreze cu oamenii de știință pentru a identifica domeniile potrivite de cercetare. Și buget pentru aceste studii.
Zhores Alferov
Dmitri Pisarenko, AiF:- Noul președinte al Academiei Ruse de Științe își propune să colecteze bani pentru știință de la corporațiile de materii prime. Ce părere ai despre această?
Zhores Alferov: - Pur și simplu a ordona corporațiilor de sus să aloce bani pentru știință nu este cea mai bună cale. Principalul lucru este că trebuie să creăm o nouă economie, să o facem high-tech. Putin a numit sarcina afacerilor de a crea 25 de milioane de locuri de muncă în sectorul high-tech până în 2020 și voi adăuga pe cont propriu: acestea sunt și sarcinile științei și educației. Este necesară creșterea alocațiilor bugetare pentru ei.
Pentru corporații, acestea ar trebui să lucreze cu oamenii de știință pentru a identifica domeniile potrivite de cercetare. Și buget pentru aceste studii. În URSS, în locul corporațiilor de stat, existau ministere industriale. Fiind interesați de rezultatele noastre, au dat bani oamenilor de știință când au văzut că ceva promițător ar putea ieși din cercetarea științifică pentru ei. Au încheiat contracte de afaceri pentru sume mari și ne-au dat echipamentele lor. Deci mecanismul a fost pus la punct.
Este necesar ca rezultatele muncii științifice să fie solicitate. Deși e cale lungă.
Fizician rus, laureat al Premiului Nobel în 2000. R. 1930
Zhores Ivanovich Alferov s-a născut într-o familie evreiască-belarusă a lui Ivan Karpovich Alferov și Anna Vladimirovna Rosenblum în orașul belarus Vitebsk. Numele a fost dat în onoarea lui Jean Jaurès, un luptător internațional anti-război și fondator al ziarului L'Humanité. După 1935, familia s-a mutat în Urali, unde tatăl a lucrat ca director al unei fabrici de celuloză și hârtie. Acolo Zhores a studiat din clasa a cincea până în clasa a opta. La 9 mai 1945, Ivan Karpovich Alferov a fost trimis la Minsk, unde Zhores a absolvit liceul cu o medalie de aur. La sfatul unui profesor de fizică, am mers să intru la Institutul Electrotehnic din Leningrad. IN SI. Ulyanov (Lenin), unde a fost admis fără examene. A studiat la Facultatea de Inginerie Electronică.
Încă din anii studenției, Alferov a participat la cercetări științifice. În al treilea an, a plecat să lucreze în laboratorul de vid al profesorului B.P. Kozyreva. Acolo a început munca experimentală sub îndrumarea lui N.N. Sozina. Deci, în 1950, semiconductorii au devenit principala afacere a vieții sale.
În 1953, după absolvirea LETI, Alferov a fost angajat la Institutul Fizico-Tehnic care poartă numele. A.F. Ioffe. În prima jumătate a anilor 50, institutul s-a confruntat cu problema creării de dispozitive semiconductoare autohtone pentru introducerea în industria autohtonă. Laboratorul în care a lucrat Alferov ca cercetător junior s-a confruntat cu sarcina de a obține cristale simple de germaniu pur și de a crea diode și triode plane pe baza acestuia. Alferov a participat la dezvoltarea primelor tranzistoare domestice și a dispozitivelor de putere cu germaniu. Pentru complexul de lucrări desfășurate în 1959, a primit primul premiu guvernamental, iar în 1961 și-a susținut teza de doctorat.
Fiind candidat la științe fizice și matematice, Alferov ar putea trece la dezvoltarea propriei teme. În acei ani, a fost exprimată ideea utilizării heterojoncțiilor în tehnologia semiconductoarelor. Crearea unor structuri perfecte pe baza acestora ar putea duce la un salt calitativ în fizică și tehnologie. Cu toate acestea, încercările de a implementa dispozitive bazate pe heterojoncții nu au produs rezultate practice. Motivul eșecurilor constă în dificultatea creării unei tranziții apropiate de ideal, identificarea și obținerea heteroperechilor necesare. Multe publicații de reviste și la diferite conferințe științifice au vorbit în mod repetat despre inutilitatea de a efectua lucrări în această direcție.
Alferov a continuat cercetările tehnologice. Acestea s-au bazat pe metode epitaxiale care fac posibilă influențarea parametrilor fundamentali ai unui semiconductor: band gap, dimensiunea afinității electronice, masa efectivă a purtătorilor de curent, indicele de refracție în interiorul unui singur cristal. Zh.I. Alferov și colaboratorii săi au creat nu numai heterostructuri apropiate în proprietățile lor de modelul ideal, ci și un heterolaser semiconductor care funcționează în mod continuu la temperatura camerei. Descoperirea lui Zh.I. Heterojoncțiile ideale ale lui Alferov și noile fenomene fizice - „superinjecție”, confinarea electronică și optică în heterostructuri - au făcut posibilă, de asemenea, îmbunătățirea radicală a parametrilor celor mai cunoscute dispozitive semiconductoare și crearea unora fundamental noi, mai ales promițătoare pentru utilizare în electronica optică și cuantică. Zhores Ivanovici a rezumat noua perioadă de cercetare a heterojoncțiilor în semiconductori în teza sa de doctorat, pe care a susținut-o în 1970.
Lucrări de Zh.I. Alferov au fost apreciați pe măsură de știința internațională și națională. În 1971, Institutul Franklin (SUA) i-a acordat prestigioasa Medalie Ballantyne, numită „micul Premiu Nobel” și creată pentru a recompensa cele mai bune lucrări din domeniul fizicii. În 1972, a urmat cel mai înalt premiu al URSS - Premiul Lenin.
Folosind tehnologia lui Alferov în Rusia (pentru prima dată în lume), a fost organizată producția de celule solare heterostructurale pentru baterii spațiale. Unul dintre ele, instalat în 1986 pe stația spațială Mir, a funcționat pe orbită pe toată durata de viață fără o reducere semnificativă a puterii.
Pe baza muncii lui Alferov și a colaboratorilor săi, au fost create lasere semiconductoare care funcționează într-o regiune spectrală largă. Au găsit o utilizare pe scară largă ca surse de radiații în liniile de comunicație cu fibră optică cu rază lungă de acțiune.
De la începutul anilor 1990, Alferov a studiat proprietățile nanostructurilor cu dimensiuni reduse: fire cuantice și puncte cuantice. În 1993–1994, pentru prima dată în lume, au fost realizate heterolasere bazate pe structuri cu puncte cuantice – „atomi artificiali”. În 1995, Zh.I. Alferov și colaboratorii săi demonstrează pentru prima dată un heterolaser de injecție bazat pe puncte cuantice, care funcționează în mod continuu la temperatura camerei. Cercetare de Zh.I. Alferov a pus bazele unei electronice fundamental noi, bazate pe heterostructuri cu o gamă largă de aplicații, cunoscută acum sub numele de „ingineria benzilor”.
În 1972, Alferov a devenit profesor, iar un an mai târziu - șef al departamentului de bază de optoelectronică la LETI. Din 1987 până în mai 2003 – Director al Institutului Fizicotehnic numit după. A.F. Ioffe, din mai 2003 până în iulie 2006 – director științific. De la înființarea sa în 1988, el este decanul Facultății de Fizică și Tehnologie a Universității Politehnice de Stat din Sankt Petersburg.
În 1990–1991 – Vicepreședinte al Academiei de Științe a URSS, președinte al Prezidiului Centrului Științific din Leningrad. Academician al Academiei de Științe a URSS (1979), apoi RAS, academician de onoare al Academiei Ruse de Educație. Redactor-șef al „Scrisori către Jurnalul de Fizică Tehnică”. A fost redactor-șef al revistei „Physics and Technology of Semiconductors”.
La 10 octombrie 2000, toate programele de televiziune rusești au anunțat premiul lui Zh.I. Alferov Premiul Nobel pentru fizică pentru anul 2000 pentru dezvoltarea heterostructurilor semiconductoare pentru optoelectronica de mare viteză. Sistemele informaționale moderne trebuie să îndeplinească două cerințe fundamentale: să fie rapide, astfel încât o cantitate imensă de informații să poată fi transmisă într-o perioadă scurtă de timp, și compacte, să încapă în birou, acasă, servietă sau buzunar. Cu descoperirile lor, laureații Nobel pentru fizică în 2000 au creat baza unei astfel de tehnologii moderne. Ei au descoperit și dezvoltat componente opto- și microelectronice rapide care sunt create pe baza heterostructurilor semiconductoare multistrat. Pe baza heterostructurilor, au fost create diode emițătoare de lumină puternice, foarte eficiente, utilizate în afișaje, lămpi de frână din mașini și semafoare. Celulele solare heterostructurale, care sunt utilizate pe scară largă în energia spațială și terestră, au atins eficiențe record în transformarea energiei solare în energie electrică.
Din 2003, Alferov este președintele complexului științific și educațional „Centrul de cercetare și educație în fizică și tehnologie din Sankt Petersburg” al Academiei Ruse de Științe. Alferov a donat o parte din Premiul Nobel pentru dezvoltarea centrului științific și educațional al Institutului de Fizică și Tehnologie. „Ei vin la centru ca școlari, studiază într-un program aprofundat, apoi merg la facultate, la școală absolventă, la studii academice”, spune Yuri Gulyaev, membru al Prezidiului Academiei Ruse de Științe, academician, director al Institutului. de Inginerie Radio şi Electronică. – Când oamenii de știință au început să părăsească țara în mulțime și aproape toți absolvenții de școală au început să prefere afacerile decât educația și știința, a apărut un pericol teribil că nu va exista nimeni care să transmită cunoștințele generației mai vechi de oameni de știință. Alferov a găsit o cale de ieșire și a realizat literalmente o ispravă creând acest tip de seră pentru viitorii oameni de știință.”
La 22 iulie 2007, a fost publicată „Scrisoarea celor zece academicieni” („scrisoarea celor zece” sau „scrisoarea academicienilor”) - o scrisoare deschisă a zece academicieni ai Academiei Ruse de Științe (E. Alexandrov, Zh. Alferova, G. Abelev, L. Barkov, A. Vorobyov, V. Ginzburg, S. Inge-Vechtomov, E. Kruglyakov, M. Sadovsky, A. Cherepashchuk) „Politica deputatului Bisericii Ortodoxe Ruse: consolidarea sau prăbușirea țării ?” Președintelui Rusiei V.V. Putin. Scrisoarea exprimă îngrijorarea cu privire la „clericalizarea din ce în ce mai mare a societății ruse, pătrunderea activă a bisericii în toate sferele vieții publice”, în special în sistemul public de învățământ. „A crede sau a nu crede în Dumnezeu este o chestiune de conștiință și convingere a unui individ”, scriu academicieni. – Respectăm sentimentele credincioșilor și nu ne propunem ca scop lupta împotriva religiei. Dar nu putem rămâne indiferenți atunci când se încearcă să pună sub semnul întrebării Cunoașterea științifică, de a eradica viziunea materialistă asupra lumii din educație, de a înlocui cunoștințele acumulate de știință cu credință. Nu trebuie să uităm că politica de dezvoltare inovatoare proclamată de stat nu poate fi pusă în aplicare decât dacă școlile și universitățile echipează tinerii cu cunoștințele dobândite de știința modernă. Nu există nicio alternativă la această cunoaștere.”
Scrisoarea a provocat o reacție uriașă în întreaga societate. Ministrul Educației a declarat: „Scrisoarea academicienilor a jucat un rol pozitiv, deoarece a provocat o largă discuție publică; o serie de reprezentanți ai Bisericii Ortodoxe Ruse sunt de aceeași părere”. La 13 septembrie 2007, președintele Rusiei V.V. Putin a spus că studiul disciplinelor religioase în școlile publice nu ar trebui să fie obligatoriu, deoarece acest lucru ar fi contrar constituției ruse.
În februarie 2008, a fost publicată o scrisoare deschisă din partea reprezentanților comunității științifice către Președintele Federației Ruse în legătură cu planurile de a introduce cursul „Fundamentele culturii ortodoxe” (OPC) în școli. Până la jumătatea lunii aprilie, scrisoarea fusese semnată de peste 1.700 de persoane, dintre care peste 1.100 aveau diplome academice (candidați și doctori în științe). Poziția semnatarilor se rezumă la următoarele: introducerea complexului industrial de apărare va duce inevitabil la conflicte în școli pe motive religioase; pentru a realiza „drepturile culturale” ale credincioșilor, este necesar să se folosească nu educația generală, ci școlile duminicale deja existente în cantități suficiente; teologia, cunoscută și sub numele de teologie, nu este o disciplină științifică.
Din 2010 - co-președinte al Consiliului științific consultativ al Fundației Skolkovo. Centrul de inovare Skolkovo („Silicon Valley”) din Rusia este un complex științific și tehnologic modern în construcție pentru dezvoltarea și comercializarea de noi tehnologii. Există cinci clustere în cadrul Fundației Skolkovo, care corespund celor cinci domenii de dezvoltare a tehnologiilor inovatoare: un cluster de tehnologie biomedicală, un cluster de tehnologie eficientă energetic, un cluster de tehnologie a informației și computerelor, un cluster de tehnologie spațială și un cluster de tehnologie nucleară.
Din 2011 – deputat al Dumei de Stat a Adunării Federale a Federației Ruse a 6-a convocare din Partidul Comunist al Federației Ruse.
A înființat Fondul de sprijin pentru educație și știință pentru a sprijini studenții talentați, a promova creșterea profesională a acestora și a încuraja activitatea creativă în desfășurarea cercetării științifice în domenii prioritare ale științei. Prima contribuție la Fundație a fost făcută de Zhores Alferov din fondurile Premiului Nobel.
În cartea sa „Fizică și viață” Zh.I. Alferov, în special, scrie: „Tot ceea ce a fost creat de umanitate a fost creat datorită științei. Și dacă țara noastră este destinată să fie o mare putere, atunci nu va fi datorită armelor nucleare sau investițiilor occidentale, nu datorită credinței în Dumnezeu sau în Președinte, ci datorită muncii poporului său, credinței în cunoaștere, în știință. , datorită păstrării și dezvoltării potențialului științific și educației”.
Născut la Vitebsk în 1930. Numit în onoarea lui Jean Jaurès, fondatorul ziaruluiL'Humaniteși lider al Partidului Socialist Francez.
A absolvit școala cu medalie de aur și în 1952 a absolvit Facultatea de Inginerie Electronică a Institutului Electrotehnic din Leningrad. IN SI. Ulyanova (LETI).
Din 1953 a lucrat la Institutul Fizico-Tehnic care poartă numele. A.F. Ioffe, a participat la dezvoltarea primelor tranzistoare domestice și a dispozitivelor de putere cu germaniu. În 1970 și-a susținut teza de doctorat, rezumand o nouă etapă de cercetare a heterojoncțiilor în semiconductori. În 1971, i s-a acordat primul premiu internațional - Medalia de aur Stuart Ballantyne a Institutului Franklin (SUA), numită Micul Premiu Nobel.
Academia Regală Suedeză de Științe i-a acordat lui Zhores I. Alferov Premiul Nobel pentru Fizică pentru anul 2000 - pentru munca sa care a pus bazele tehnologiei moderne a informației - pentru dezvoltarea heterostructurilor semiconductoare și crearea de componente opto- și microelectronice rapide. Dezvoltarea comunicațiilor prin fibră optică, internetului, energiei solare, telefoniei mobile, tehnologiei LED și laser se bazează în mare măsură pe cercetările și descoperirile lui Zh.I Alferov.
De asemenea, contribuția remarcabilă a lui Zh.I. Alferov a fost distins cu numeroase premii și premii internaționale și interne: Premiile Lenin și de Stat (URSS), Medalia de aur Welker (Germania), Premiul Kyoto (Japonia), A.F. Ioffe, Medalia de Aur Popov (RAS), Premiul de Stat al Federației Ruse, Premiul Demidov, Premiul Global pentru Energie (Rusia), Premiul K. Boyer și Medalia de Aur (SUA, 2013) și multe altele.
Zh.I. Alferov a fost ales membru de onoare și străin al a peste 30 de academii străine de științe și societăți științifice, inclusiv academii naționale de științe: Italia, Spania, China, Coreea și multe altele. Singurul om de știință rus care a fost ales simultan ca membru străin al Academiei Naționale de Științe din SUA și al Academiei Naționale de Inginerie din SUA. Peste 50 de universități din 20 de țări l-au ales doctor onorific și profesor.
Zh.I. Alferov este deținător deplin al Ordinului de Meritul pentru Patrie, distins cu premii de stat ale URSS, Ucrainei, Belarus, Cuba, Franța și China.
Din 1990 - Vicepreședinte al Academiei de Științe a URSS, din 1991 - Vicepreședinte al RAS. Este unul dintre cei mai importanți organizatori ai științei academice din Rusia și un susținător activ al creării de centre educaționale pe baza institutelor de conducere ale Academiei Ruse de Științe. În 1973, la Institutul Fizicotehnic, a creat primul departament de bază de optoelectronică la LETI. A fost director (1987-2003) și director științific (2003-2006) al Institutului Fizicotehnic. A.F. Ioffe RAS, iar din 1988 decanul Facultății de Fizică și Tehnologie a Institutului Politehnic Leningrad (LPI) creat de acesta. În 2002, a creat Universitatea Academică de Fizică și Tehnologie - prima instituție de învățământ superior inclusă în sistemul RAS. În 2009, liceul „Școala de fizică și tehnică” și Centrul științific pentru nanotehnologii, pe care le-a creat în 1987 pe baza Institutului Fizicotehnic, au fost anexate universității și a fost organizată Universitatea Academică din Sankt Petersburg - științifică și educație. centru de nanotehnologii al Academiei Ruse de Științe (în 2010 a primit statutul de universitate națională de cercetare), unde a devenit rector. Și-a creat propria școală științifică: printre studenții săi sunt peste 50 de candidați, zeci de doctori în științe, 7 membri corespondenți ai Academiei Ruse de Științe. Din 2010 - co-președinte, împreună cu laureatul Nobel Roger Kornberg (SUA), al Consiliului Consultativ Științific al Fundației Skolkovo.
În februarie 2001, el a creat Fundația pentru Sprijinirea Educației și Științei (Fundația Alferov), investind o parte semnificativă a Premiului Nobel în ea. Primul program caritabil al fundației este „Instituirea asistenței financiare pe tot parcursul vieții pentru văduvele academicienilor și membrii corespunzători ai Academiei Ruse de Științe care au lucrat la Sankt Petersburg”. Fundația a înființat burse pentru studenții școlilor și liceelor rusești, studenții universitari și absolvenții, premii și granturi pentru tinerii oameni de știință. Într-o serie de țări există reprezentanțe și fonduri independente pentru sprijinirea educației și științei, înființate de Zh.I. Alferov și a creat cu ajutorul lui: în Republica Belarus, în Kazahstan, în Italia, în Ucraina, în Azerbaidjan.