Алферов нобелевская премия за что
Физик, коммунист, политик: за что мы будем помнить нобелевского лауреата Жореса Алферова
1 марта 2019 года на 89-м году жизни скончался нобелевский лауреат по физике Жорес Иванович Алферов — великий советский и российский ученый, вице-президент Российской академии наук и депутат Госдумы. «Хайтек» вспоминает, как Алферов стал одним из важнейших физиков и общественных деятелей эпохи перестройки и современной России и почему он поддерживал коммунистические взгляды и осуждал развал СССР.
Читайте «Хайтек» в
Жореса Алферова часто называют последним великим советским ученым. В 2000 году он получил Нобелевскую премию по физике за разработки в области полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов. Благодаря Алферову мир получил смартфоны — такими, какими мы их знаем, и интернет, а благодаря гетероструктурам все начали пользоваться CD-дисками.
После развала Советского союза Алферов был одним из немногих российских нобелевских лауреатов, кроме него, премию получали Виталий Гинзбург, а также физики Алексей Абрикосов и Константин Новоселов, давно не занимающиеся научной работой в России.
Алферов как физик
Выпускник одного из старейших вузов России — Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ульянова (Ленина) (ЛЭТИ) — Жорес Алферов увлекался наукой еще с ранних лет. Окончил в Минске школу с золотой медалью, после чего по настоянию своего преподавателя по физике пошел в Белорусский политехнический институт (БНТУ), отучился там несколько лет и понял, что уровня белорусских преподавателей ему явно недостаточно.
С 1953 года работал в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе — начиная с младшего научного сотрудника, а через почти 30 лет, в 1987 году, уже возглавлял его. Там Алферов принимает участие в разработках первого в СССР транзистора, занимается исследованием свойств наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек.
В 1991 году Жорес Алферов занял пост вице-президента Российской академии наук — в этот период он как раз занимался исследованиями в области полупроводниковых гетероструктур.
Алферов практически сразу после создания Инновационного центра «Сколково» — в 2010 году — назначен его научным руководителем и сопредседателем консультативного научного совета Фонда. Сразу же после своего назначения Алферов выступил за то, чтобы консультативный совет «Сколково» собирался не только на территории центра, но и в других университетах — как российских, так и зарубежных — для сравнения условий с другими научными центрами и увеличения связей.
Автор более 500 научных работ, трех монографий и 50 изобретений.
За что Жорес Алферов получил Нобелевскую премию
В 2000 году Нобелевскую премию по физике получили Жорес Алферов и Герберт Кремер за разработки в области быстродействующих транзисторов и лазеров. Эти исследования легли в основу современной информационной компактной техники. Алферов и Кремер открыли быстродействующие опто- и микроэлектронные устройства на базе полупроводниковых гетероструктур: быстродействующие транзисторы, лазерные диоды для систем передачи информации в оптоволоконных сетях, мощные эффективные светоизлучающие диоды, способные в будущем заменить лампы накаливания.
Большинство приборов, работающих по принципу полупроводников, используют р-n-переход, образующийся на границе между частями одного и того же полупроводника с разными типами проводимости, создаваемыми за счет внедрения соответствующих примесей. Гетеропереход позволил использовать разные по своему химическому составу полупроводники с разной шириной запрещенной зоны. Это позволило создавать электронные и оптоэлектронные приборы крайне малого размера — вплоть до атомных масштабов.
Жорес Алферов создал гетеропереход из полупроводников с близкими периодами решетки — GaАз и тройного соединения определенного состава АlGаАs. «Я хорошо помню эти поиски (поиски подходящей гетеропары — “Хайтек”). Они напоминали мне любимую мною в юности повесть Стефана Цвейга “Подвиг Магеллана”. Когда я заходил к Алферову в его маленькую рабочую комнату, она вся была завалена рулонами миллиметровой бумаги, на которой неутомимый Жорес с утра до вечера чертил диаграммы в поисках сопрягающихся кристаллических решеток. После того, как Жорес с командой своих сотрудников сделал первый лазер на гетеропереходе, он говорил мне: “Боря, я гетеропереходирую всю полупроводниковую микроэлектронику”», — рассказывал об этом периоде жизни Алферова академик Борис Захарченя.
В дальнейшем исследования, благодаря которым удалось получить гетеропереходы с помощью эпитаксиального роста кристаллической пленки одного полупроводника на поверхности другого, позволили группе Алферова еще больше миниатюризировать устройства — вплоть до нанометровых. За эти разработки в области наноструктур Жорес Алферов и получил Нобелевскую премию по физике в 2000 году.
Алферов — общественный деятель и коммунист
Трудно представить себе фигуру в России, более критикующую состояние современной российской науки — реформу РАН, низкие зарплаты для преподавателей, отток кадров из страны и систему образования, при этом называющего себя «настоящим патриотом» и «представителем великого славянского народа», чем Жорес Алферов. По этому масштабу Алферова можно сравнить разве что с Александром Солженицыным — тоже нобелевским лауреатом, который хоть и крайне негативно относился к существующей государственной системе, все равно был большим патриотом и будто бы понимал многие общественные процессы явно глубже, чем люди, занимающиеся ими профессионально.
Жореса Алферова в СМИ часто называли чуть ли не последним настоящим коммунистом в России, публично выступающим с такой позицией. Алферов неоднократно говорил, что развал СССР — «самая большая личная трагедия, а в 1991 году улыбка навсегда сошла с моего лица».
Несмотря на пост в Госдуме — в ней он с 1995 года до самой смерти занимался делами Комитета по науке и технологиям, а также постоянную поддержку партии КПРФ, Жорес Алферов оставался беспартийным. Это он объяснял своим нежеланием идти в политику, а пост депутата — единственной возможностью влиять на законодательство в научной области. Он выступал против проведения реформы РАН и перевод научных институтов в университеты по западной модели. По словам самого Алферова, России больше бы подошла китайская научная модель, где отчасти фундаментальные научные институты интегрировались с системой высшего образования, но сразу же сильно расширились и значительно омолодились.
Был одним из самых ярых противников клерикализма: считал, что теология не может быть научной дисциплиной, а в школе ни в коем случае нельзя вводить теорию православной культуры — лучше историю религии. На вопросы, существуют ли у религии и науки какие-то общие места, рассказывал о морали и высоких материях, но всегда добавлял, что есть важное различие. Основа религии — вера, а основа науки — знание, после чего добавлял, что научных основ у религии нет, хотя часто ведущие священники хотели бы, чтобы кто-нибудь их все-таки нашел.
Главная проблема российской науки сегодня — невостребованность научных результатов экономикой и обществом. И только потом идет недостаточное финансирование.
Жорес Алферов
Жорес Алферов во многих своих интервью сравнивал количество высокотехнологичного электронного производства в СССР и России, приходя всегда к грустному выводу, что нет сейчас наиболее важных задач, чем возрождение этих производств, утраченных в 90-е годы. Только это позволило бы стране слезть с нефтяной и углеводородной иглы.
При этом тут требуется очень серьезная оговорка. Несмотря на весь патриотизм и коммунизм Алферова, который будто бы автоматически подразумевает принципы великодержавия, он рассуждал только с точки зрения развития науки. Всегда говорил, что наука по своей природе интернациональна — не может быть никакой национальной физики и химии. Однако доход от нее очень часто идет в бюджет той или иной страны, — а передовые страны только те, где развиты разработки и технологии на основе собственных исследований.
Жорес Алферов получает Нобелевскую премию за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов
Академик Игорь Кукушкин — о сути открытия российского ученого и о том, как оно повлияло на нашу жизнь
До 60-х годов XX века люди исследовали материалы, созданные Господом Богом. Начиная с 60-х годов они научились синтезировать вещества, которые в природе не существуют. Оказалось, что уникальные свойства созданных человеком веществ гораздо более интересны, чем свойства природных. Одна из идей, волновавших тогда ученых, заключалась в том, чтобы сделать не однородное вещество, а сочетание веществ, так называемый гетеропереход. Если упрощенно: мы берем одно вещество, сложным технологическим методом выращиваем на нем другое и получаем переход между одним и другим веществами. Эта двумерная гетерограница обладает очень интересными свойствами. В ней можно перестраивать зонную структуру и изменять в широких пределах проводимость электронов, чего невозможно сделать, например, в металле – там эти свойства неизменны.
А началось все немного раньше. В 50-х годах прошлого века в Штатах был создан полевой транзистор – на базе гетероперехода между кремнием и окисью кремния. Это открытие получило широкое применение, потому что маленькие транзисторы заменили собой огромные вакуумные приборы, отвечавшие за модуляцию проводимости. Все это было еще очень далеко от Алферова и его лазеров, но все-таки полевой транзистор был шагом именно в этом направлении. Фактически на базе идеи гетероструктур и продвинулся Жорес Иванович, только он собирался разгонять не электроны, а фотоны, то есть свет.
Эта идея витала в воздухе, но именно Алферову удалось продвинуться в этом направлении. Вместо пары кремния и двуокиси кремния Алферов предложил использовать сплав алюминия с арсенидом галлия. Как выяснилось, у этой пары идеально совпадали параметры решетки, и это было залогом успеха, поскольку гарантировало высокое качество гетероструктур. А вторая идея Алферова заключалась в том, чтобы сделать не одну границу, как в полевом транзисторе, а две. Сначала идет алюминий-арсенид, потом галлий-арсенид, а затем снова алюминий-арсенид, и все это на очень маленьком расстоянии, 200-300 ангстрем. Получился двойной гетеропереход, так называемая квантовая яма. В ней можно квантовать движение электронов, делать искусственный атом и так далее. Благодаря этому открытию, удалось сделать полупроводниковый лазер, аналогичный газовому, но недорогой и очень маленький по размеру.
Если говорить о приложениях этого открытия, то тут все совсем просто. Каждый человек видел лазерные принтеры, cd-проигрыватели. Внутри этих устройств есть маленькая лампочка, которая производит монохроматическое узконаправленное излучение – оно не расходится в разные стороны, а светит в одну точку. Простой пример – лазерные указки.
Одно из важнейших приложений открытия Алферова – оптоволоконная связь, которая позволяет передавать информацию на огромные расстояние, например, через океан, причем значительно проще и дешевле, чем по проводам или по атмосфере. Сигнал генерируется маленьким и дешевым полупроводниковым лазером, по дороге прямо в волокне он может быть усилен. Моделируя интенсивность этого сигнала, можно передать информацию. Лазеры используются в обработке всевозможных материалов, в экологии они помогают осуществлять мониторинг окружающей среды, в современной медицине без лазера тоже уже не обойтись, используется лазер и в оборонных системах.
Мнение экспертов не является выражением позиции университета
Нобелевские лауреаты: Жорес Алферов. В каждом смартфоне
Советский и российский физик Жорес Алферов
Алексей Даничев/РИА Новости
О нобелевском лауреате, ушедшем от нас всего пять дней назад, об академике и депутате, открытия которого есть в каждом современном гаджете, рассказывает наш внеочередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».
Сегодняшний выпуск нашей рубрики, наверное, самый сложный для меня. Во-первых, сегодня я пишу о человеке, которого знал лично. Во-вторых, сегодня я пишу о человеке, с которым спорил – пусть и заочно. В-третьих, этот человек умер пять дней назад. Непросто, правда.
При этом многие СМИ уже успели отметиться в материалах о Жоресе Алферове, написав «умер последний российский нобелевский лауреат». Это совсем не так. Во-первых, конечно же, живы Андрей Гейм и Константин Новоселов. Во-вторых, даже если говорить о тех, кто живет в России – то не нужно забывать и гражданина нашей страны Михаила Сергеевича Горбачева, лауреата Нобелевской премии мира 1990 года, пусть и имеющего недвижимость в Европе, в нашей стране проводящего тоже весьма много времени.
Давайте же попробуем рассказать о Жоресе Алферове так, как если бы мы писали о любом другом лауреате Нобелевской премии.
Жорес Иванович Алферов
Родился 15 марта 1930 года, Витебск, Белорусская ССР, СССР
Умер 1 марта 2019 года, Санкт-Петербург, Российская Федерация
Нобелевская премия по физике 2000 года (1/4 премии, совместно с Гербертом Кремером, вторую половину получил Джек Килби за создание интегральной микросхемы). Формулировка Нобелевского комитета: «За разработку полупроводниковых гетероструктур, используемых в высокочастотных схемах и оптоэлектронике» (For developing semiconductor heterostructures used in high-speed- and optoelectronics).
Наш герой родился в белорусско-еврейской семье в областном центре — Витебске. Иван Карпович Алферов и Анна Владимировна Розенблюм познакомились на родине мамы Алферова — в 1920-х годах бывший унтер-офицер 4-го гусарского лейб-гвардии Мариупольского полка уже служил уполномоченным ВЧК на пограничной заставе городка Крайск Логойского района Минской области (сейчас там живет всего три с половной сотни человек). И квартировал в доме родителей Анны Владимировны — со всеми вытекающими последствиями.
Родители нашего героя были людьми своего времени — увлекающимися, искренне верящими в идеалы социализма. И двух сыновей они назвали по фамилиям своих кумиров: в честь главного социалиста всех времен и народов Карла Маркса — старшего, и в честь французского социалиста, основателя газеты L’Humanite (советские люди хорошо помнят слово «Юманите») Жана Жореса — младшего. Имя довлело над Жоресом Алферовым всю жизнь — по убеждениям нобелевский лауреат всегда оставался близок к своему «французскому ангелу».
Увы, старшему было отпущено всего два десятка лет жизни – в 1944 году Маркс Иванович Алферов погиб на фронте, в Корсунь-Шевченковской операции. Младший возрастом не вышел для фронта, а семья к тому времени переехала в Туринск Свердловской области.
После войны Алферов приехал в Минск, где окончил с золотой медалью среднюю школу номер 42. Учитель физики Яков Мельцерзон дал добрый совет: поучиться пару семестров в Минском политехе. Так Алферов и сделал, а затем поступил без экзаменов уже в Ленинградский электротехнический институт — в знаменитый ЛЭТИ, который и окончил в 1952 году. В год смерти Сталина наш герой пришел на работу в знаменитый ленинградский Физтех, где стал младшим научным сотрудником в лаборатории академика Владимира Тучкевича. Впрочем, в 1953 году Тучкевич не был еще членкором, зато начинал создавать отечественные полупроводниковые транзисторы, не так давно открытые Бардиным и Шокли.
Нельзя сказать, что именно тогда полупроводники вошли в жизнь будущего директора ФТИ имени А. Ф. Иоффе: вроде бы первые эксперименты с полупроводниковыми пленками он начал проводить еще студентом.
Удивительное дело: свою «нобелевскую» работу Алферов сделает через десять лет после начала самостоятельной научной деятельности. Но в 1953 году того устройства, которое побудит молодого физика выполнить ее, еще не было даже в помине. А семь лет спустя в лаборатории американца Теодора Маймана заработает первый в истории лазер. Правда, Нобелевскую премию за него получат другие: принципы, на которых работают лазеры и мазеры, откроют наши соотечественники Александр Прохоров и Николай Басов вместе с американцем Чарльзом Таунсом.
Теоретические исследования гетеропереходов проводили и другие ученые во всем мире, однако считалось, что реально создать такую структуру просто невозможно. Дело в том, что для этого необходимо было подобрать два полупроводника с практически одинаковыми параметрами кристаллической решетки. Большинство ученых скептически относились к этой идее. Жорес Иванович не оставлял попыток найти такую идеальную пару и, наконец, в 1963 году создал технологию (жидкофазную эпитаксию – «напыление» кристалла на подложке) для формирования гетероперехода. Еще через несколько лет, в 1968 году, Алферов создал первый лазер на основе гетероперехода. Полупроводниковые гетеролазеры стали основой новой области физики – оптоэлектроники. С помощью этой технологии стало возможным создание оптоволоконных линий с огромной пропускной способностью. За разработку гетеролазера Жорес Иванович получил престижную награду – медаль Баллантайна.
Теперь алферовские лазеры и светодиоды есть везде — в лазерной указке, в мобильных телефонах, в компьютерах… Нобелевской премии пришлось ждать 37 лет. В 2000 году Шведская королевская академия наук удостоила Нобелевской премией физиков, ставших основателями современной информационной техники. Половину премии «За фундаментальные работы, заложившие основы современных информационных технологий посредством создания полупроводниковых гетероструктур, используемых в cсверхвысокочастотной и оптической электронике» разделили Жорес Алферов и Герберт Кремер. На рубеже тысячелетий стало очевидно, что будущее информационных систем за компактными и быстрыми устройствами, которые позволяет передавать огромное количество информации за короткий промежуток времени. Созданные Алферовым и Крамером за полвека до этого быстродействующие опто- и микроэлектронные устройства на базе полупроводниковых гетероструктур как нельзя лучше удовлетворяли этим условиям. Быстродействующие транзисторы, лазерные диоды для систем передачи информации в оптоволоконных сетях сегодня составляют основу компьютерных технологий, а светоизлучающие диоды на основе гетероструктур все активнее замещают лампы накаливания.
Группа Ж.И.Алферова (слева направо): Дима Гарбузов, Слава Андреев, Володя Корольков, Дима Третьяков и Жорес Алферов, после получения Ленинской премии (1972 г.)
Вячеслав Андреев, заведующий лабораторией фотоэлектрических преобразователей ФТИ имени А. Ф. Иоффе РАН
Треть награды Жорес Алферов сразу же перечислил в созданный им Фонд поддержки образования и науки, на часть денег купил квартиру (раньше его семья жила в служебной).
Хотя разработанные им технологии широко используются в электронике – от дисководов компьютера до автомобильных фар – у самого Алферова долгое время не было мобильного телефона, пока его не подарили коллеги из физико-технического университета.
Алферов был разным. Физик очень активно участвовал в общественно-политической жизни страны. В 1990-1991 годах ученый занимал пост вице-президента Академии наук СССР. С 2010 года он был сопредседателем Консультативного совета Фонда «Сколково». В 2013 году Алферов баллотировался на пост Президента РАН, заняв в голосовании второе место. Был он и народным депутатом СССР, а позднее – депутатом Госдумы (сначала от НДР, потом от КПРФ). Под стать своему социалистическому имени, он всю жизнь придерживался коммунистических взглядов (в партии КПСС состоял с 1965 года). Алферов осуждал социальное неравенство, верил, что наука в СССР была выстроена очень эффективно, и сетовал, что если бы не распад Советского Союза, «то айфоны и айпады сейчас выпускали бы у нас».
В 2010 году ученого даже предлагали выдвинуть в президенты как единого кандидата от правой и левой оппозиции. Он мог одновременно входить в комитет по получению премии «Глобальная энергия» и получить эту высокую награду, мог критиковать власть — и быть депутатом Госдумы почти четверть века. Он был таким, какими были, пожалуй, все нобелевские лауреаты — не вписывающимся в рамки, а еще — полностью соответствующим завещанию Альфреда Нобеля: принесшим максимум пользы всему человечеству.
О работе и взглядах Жореса Алферова вспоминает Роберт Сурис, академик РАН, заведующий лабораторией ФТИ им А.И. Иоффе РАН:
«Чтобы быть успешным научным работником, необходим спортивный азарт, и у Жореса Ивановича его было в избытке. Другое необходимое качество – это умение напряженно работать, причем получать от этого удовольствие, и у него это качество было замечательно развито. Еще одно умение – увидеть, куда двигаться, и для этого необходим научный бэкграунд. Но быть «кабинетным» ученым, который только сидит среди книг в своей шапочке, для этого недостаточно, надо быть инженером, иметь представление о применениях научных результатов. Жорес Иванович получил на самом деле инженерное образование в Ленинградском электротехническом институте и всегда умел ухватить, что впереди, определить направление.
Еще одно качество – не бояться рисковать. Не бояться ввязываться в большие проекты, и учреждать их. Для этого нужна смелость, и, как говорил сам Жорес Иванович, нужно верить в свою удачу. Он был удачлив! В исследования гетеропереходов, которые в конечном итоге привели к Нобелевской премии, Жорес увлек за собой несколько человек. А это было самое начало. И от лидера, который в это вовлекает людей, за которым идут, требовалось твердо верить в успех. И у него такая вера была, была уверенность в результате, в том, что он продолжит быть «паровозом» всей работы, что люди, которые ему доверились, не прогадают. Еще одна иллюстрация этого качества – симпозиум Nanostructures: Physics and Technology, который Жорес Иванович организовал впервые в 1993 году. Это был чуть ли не первый в мире симпозиум по наноструктурам. Меня он тогда мобилизовал быть программным председателем, а председателями симпозиума были сам Жорес Иванович и Лео Эсаки, который уже был нобелевским лауреатом. И симпозиум получился и пользуется большой популярностью до сих пор. Другим невероятным предприятием в эти тяжелые годы было создание академического университета с лицеем при нем. Это была его инициатива, решить эту задачу было почти невозможно, но ему удалось! Сказались вера в удачу, напор, умение общаться с людьми. В тех условиях это было чудо.
Для нас для всех плохо, что он ушел. Еще лет 15 назад кое-кто говорил, что наука нам не нужна, что технологии мы купим, не понимая, что уровень страны определяется уровнем науки, которая в ней делается. Об этом он не раз говорил, горячо выступал. И эти выступления даже в те времена, когда науку считали ненужной, были очень важными. И еще – Жорес Иванович хорошо знал, что для полупроводниковых дел необходима промышленность, и что ее потеря отрицательно сказывается на развитии науки, ведь все исследования должны быть востребованы. Многие научные результаты возникают в ответ на технические вызовы. И он непрерывно говорил об этом, пытался создать это понимание у высокого начальства. Его авторитет для академии и для науки вообще у нас в стране был очень важен».
Алферов нобелевская премия за что
Жорес Иванович Алфёров родился в белорусском городе Витебске. После 1935 года семья переехала на Урал. В г. Туринске Алфёров учился в школе с пятого по восьмой классы. 9 мая 1945 года его отец, Иван Карпович Алфёров, получил назначение в Минск, где Алфёров окончил мужскую среднюю школу №42 с золотой медалью. Он стал студентом факультета электронной техники (ФЭТ) Ленинградского электротехнического института (ЛЭТИ) им. В.И. Ульянова по совету школьного учителя физики, Якова Борисовича Мельцерзона.
На третьем курсе Алфёров пошел работать в вакуумную лабораторию профессора Б.П. Козырева. Там он начал экспериментальную работу под руководством Наталии Николаевны Созиной. Со студенческих лет Алфёров привлекал к участию в научных исследованиях других студентов. Так, в 1950 году полупроводники стали главным делом его жизни.
В 1953 году, после окончания ЛЭТИ, Алфёров был принят на работу в Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе в лабораторию В.М. Тучкевича. В первой половине 50-х годов перед институтом была поставлена задача создать отечественные полупроводниковые приборы для внедрения в отечественную промышленность. Перед лабораторией стояла задача: получение монокристаллов чистого германия и создание на его основе плоскостных диодов и триодов. При участии Алфёрова были разработаны первые отечественные транзисторы и силовые германиевые приборы. За комплекс проведенных работ в 1959 году Алфёров получил первую правительственную награду, им была защищена кандидатская диссертация, подводившая черту под десятилетней работой.
После этого перед Ж.И. Алфёровым встал вопрос о выборе дальнейшего направления исследований. Накопленный опыт позволял ему перейти к разработке собственной темы. В те годы была высказана идея использования в полупроводниковой технике гетеропереходов. Создание совершенных структур на их основе могло привести к качественному скачку в физике и технике.
В то время во многих журнальных публикациях и на различных научных конференциях неоднократно говорилось о бесперспективности проведения работ в этом направлении, т.к. многочисленные попытки реализовать приборы на гетеропереходах не приходили к практическим результатам. Причина неудач крылась в трудности создания близкого к идеальному перехода, выявлении и получении необходимых гетеропар.
Но это не остановило Жореса Ивановича. В основу технологических исследований им были положены эпитаксиальные методы, позволяющие управлять такими фундаментальными параметрами полупроводника, как ширина запрещенной зоны, величина электронного сродства, эффективная масса носителей тока, показатель преломления и т.д. внутри единого монокристалла.
Для идеального гетероперехода подходили GaAs и AlAs, но последний почти мгновенно на воздухе окислялся. Значит, следовало подобрать другого партнера. И он нашелся тут же, в институте, в лаборатории, возглавляемой Н.А. Горюновой. Им оказалось тройное соединение AIGaAs. Так определилась широко известная теперь в мире микроэлектроники гетеропара GaAs/AIGaAs. Ж.И. Алфёров с сотрудниками не только создали в системе AlAs – GaAs гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, но и первый в мире полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре.
Открытие Ж.И. Алфёровым идеальных гетеропереходов и новых физических явлений – «суперинжекции», электронного и оптического ограничения в гетероструктурах – позволило также кардинально улучшить параметры большинства известных полупроводниковых приборов и создать принципиально новые, особенно перспективные для применения в оптической и квантовой электронике. Новый этап исследований гетеропереходов в полупроводниках Жорес Иванович обобщил в докторской диссертации, которую успешно защитил 1970 году.
Работы Ж.И. Алфёрова были по заслугам оценены международной и отечественной наукой. В 1971 году Франклиновский институт (США) присуждает ему престижную медаль Баллантайна, называемую «малой Нобелевской премией» и учрежденную для награждения за лучшие работы в области физики. Затем следует самая высокая награда СССР – Ленинская премия (1972 год).
С использованием разработанной Ж.И. Алфёровым в 70-х годах технологии высокоэффективных, радиационностойких солнечных элементов на основе AIGaAs/GaAs гетероструктур в России (впервые в мире) было организовано крупномасштабное производство гетероструктурных солнечных элементов для космических батарей. Одна из них, установленная в 1986 году на космической станции «Мир», проработала на орбите весь срок эксплуатации без существенного снижения мощности.
На основе предложенных в 1970 году Ж.И. Алфёровым и его сотрудниками идеальных переходов в многокомпонентных соединениях InGaAsP созданы полупроводниковые лазеры, работающие в существенно более широкой спектральной области, чем лазеры в системе AIGaAs. Они нашли широкое применение в качестве источников излучения в волоконно-оптических линиях связи повышенной дальности.
В начале 90-х годов одним из основных направлений работ, проводимых под руководством Ж.И. Алфёрова, становится получение и исследование свойств наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек.
В 1993-94 годах впервые в мире реализуются гетеролазеры на основе структур с квантовыми точками – «искусственными атомами». В 1995 году Ж.И. Алфёров со своими сотрудниками впервые демонстрирует инжекционный гетеролазер на квантовых точках, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. Принципиально важным стало расширение спектрального диапазона лазеров с использованием квантовых точек на подложках GaAs. Таким образом, исследования Ж.И. Алфёрова заложили основы принципиально новой электроники на основе гетероструктур с очень широким диапазоном применения, известной сегодня как «зонная инженерия».
В одном из своих многочисленных интервью (1984 год) на вопрос корреспондента: «По слухам, Вы нынче были представлены к Нобелевской премии. Не обидно, что не получили?» Жорес Иванович ответил: «Слышал, что представляли уже не раз. Практика показывает – либо ее дают стразу после открытия (в моем случае это середина 70-х годов), либо уже в глубокой старости. Так было с П.Л. Капицей. Значит, у меня еще все впереди».
Здесь Жорес Иванович ошибся. Как говорится, награда нашла героя раньше наступления глубокой старости. 10 октября 2000 года по всем программам российского телевидения сообщили о присуждении Ж.И. Алфёрову Нобелевской премии по физике за 2000 год.
Современные информационные системы должны отвечать двум простым, но основополагающим требованиям: быть быстрыми, чтобы большой объем информации, можно было передать за короткий промежуток времени, и компактными, чтобы уместиться в офисе, дома, в портфеле или кармане.
Своими открытиями Нобелевские лауреаты по физике за 2000 год создали основу такой современной техники. Жорес Алфёров и Герберт Кремер открыли и развили быстрые опто- и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых гетероструктур.
Гетеролазеры передают, а гетероприемники принимают информационные потоки по волоконно-оптическим линиям связи. Гетеролазеры можно обнаружить также в проигрывателях CD-дисков, устройствах, декодирующих товарные ярлыки, в лазерных указках и во многих других приборах.
На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие диоды, используемые в дисплеях, лампах тормозного освещения в автомобилях и светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые широко используются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.
Джек Килби награжден за свой вклад в открытие и развитие интегральных микросхем, благодаря чему стала быстро развиваться микроэлектроника, являющаяся – наряду с оптоэлектроникой – основой всей современной техники.
В 1973 году Алфёров, при поддержке ректора ЛЭТИ А.А. Вавилова, организовал базовую кафедру оптоэлектроники (ЭО) на факультете электронной техники Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.
В невероятно сжатые сроки Ж.И. Алфёров совестно с Б.П. Захарченей и другими учеными Физтеха разработал учебный план подготовки инженеров по новой кафедре. Он предусматривал обучение студентов первого и второго курсов в стенах ЛЭТИ, поскольку уровень физико-математической подготовки на ФЭТ был высоким и создавал хороший фундамент для изучения специальных дисциплин, которые, начиная с третьего курса, читались учеными Физтеха на его территории. Там же с использованием новейшего технологического и аналитического оборудования выполнялись лабораторные практикумы, а также курсовые и дипломные проекты под руководством преподавателей базовой кафедры.
Прием студентов на первый курс в количестве 25 человек осуществлялся через вступительные экзамены, а комплектование групп второго и третьего курсов для обучения по кафедре ОЭ проходило из студентов, обучавшихся на ФЭТ и на кафедре диэлектриков и полупроводников Электрофизического факультета. Комиссию по отбору студентов возглавлял Жорес Иванович. Из примерно 250 студентов, обучавшихся на каждом курсе, было отобрано по 25 лучших. 15 сентября 1973 года начались занятия студентов вторых и третьих курсов. Для этого был подобран прекрасный профессорско-преподавательский состав.
Ж.И. Алфёров очень большое внимание уделял и уделяет формированию контингента студентов первого курса. По его инициативе в первые годы работы кафедры в период весенних школьных каникул проводились ежегодные школы «Физика и жизнь». Ее слушателями были учащиеся выпускных классов школ Ленинграда. По рекомендации учителей физики и математики наиболее одаренным школьникам вручались приглашения принять участие в работе этой школы. Таким образом набиралась группа в количестве 30-40 человек. Они размещались в институтском пионерском лагере «Звездный». Все расходы, связанны с проживанием, питанием и обслуживанием школьников, наш вуз брал на себя.
На открытие школы приезжали все ее лекторы во главе с Ж.И. Алфёровым. Все проходило и торжественно, и очень по-домашнему. Первую лекцию читал Жорес Иванович. Он так увлекательно говорил о физике, электронике, гетероструктурах, что все его слушали как завороженные. Но и после лекции не прекращалось общение Ж.И. Алфёрова с ребятами. Окруженный ими, он ходил по территории лагеря, играл в снежки, дурачился. Насколько не формально он относился к этому «мероприятию», говорит тот факт, что в эти поездки Жорес Иванович брал свою жену Тамару Георгиевну и сына Ваню.
Результаты работы школы не замедлили сказаться. В 1977 году состоялся первый выпуск инженеров по кафедре ОЭ, количество выпускников, получивших дипломы с отличием, на факультете удвоилось. Одна группа студентов этой кафедры дала столько же «красных» дипломов, сколько остальные семь групп.
В 1988 году Ж.И. Алфёров организовал в Политехническом институте физико-технический факультет.
Следующим логическим шагом стало объединение этих структур под одной крышей. К реализации данной идеи Ж.И. Алфёров приступил еще в начале 90-х годов. При этом он не просто строил здание Научно-образовательного центра, он закладывал фундамент будущего возрождения страны. И вот первого сентября 1999 года здание Научно-образовательного центра (НОЦ) вступило в строй.
Алфёров всегда остается самим собой. В общении с министрами и студентами, директорами предприятий и простыми людьми он одинаково ровен. Не подстраивается под первых, не возвышается над вторыми, но всегда с убежденностью отстаивает свою точку зрения.
Ж.И. Алфёров всегда занят. Его рабочий график расписан на месяц вперед, а недельный рабочий цикл таков: утро понедельника – Физтех (он его директор), вторая половина дня – Санкт-Петербургский научный центр (он председатель); вторник, среда и четверг – Москва (он член Государственной думы и вице-президент РАН, к тому же нужно решать многочисленные вопросы в министерствах) или Санкт-Петербург (тоже вопросов выше головы); утро пятницы – Физтех, вторая половина дня – Научно-образовательный центр (директор). Это только крупные штрихи, а между ними – научная работа, руководство кафедрой ОЭ в ЭТУ и физико-техническим факультетом в ТУ, чтение лекций, участие в конференциях. Всего не перечесть!
Алфёров прекрасный лектор и рассказчик. Неслучайно все информационные агентства мира отметили именно Алфёровскую Нобелевскую лекцию, которую он прочитал на английском языке без конспекта и с присущим ему блеском.
При вручении Нобелевских премий существует традиция, когда на банкете, который устраивает король Швеции в честь Нобелевских лауреатов (на нем присутствуют свыше тысячи гостей), представляется слово только одному лауреату от каждой «номинации». В 2000 году Нобелевской премии по физике были удостоены три человека: Ж.И. Алфёров, Герберт Кремер и Джек Килби. Так вот двое последних уговорили Жореса Ивановича выступить на этом банкете. И он эту просьбу выполнил блестяще, в своем слове удачно обыграв нашу российскую привычку делать «одно любимое дело» на троих.
В своей книге «Физика и жизнь» Ж.И. Алфёров, в частности, пишет: «Все, что создано человечеством, создано благодаря науке. И если уж суждено нашей стране быть великой державой, то она ею будет не благодаря ядерному оружию или западным инвестициям, не благодаря вере в Бога или Президента, а благодаря труду ее народа, вере в знание, в науку, благодаря сохранению и развитию научного потенциала и образования.
. Десятилетним мальчиком я прочитал замечательную книгу Вениамина Каверина «Два капитана». И всю последующую жизнь я следовал принципу ее главного героя Сани Григорьева: «Бороться и искать, найти и не сдаваться». Правда, очень важно при этом понимать, за что ты берешься».
В авугсте 2012 года Жорес Алферов избран председателем общественного совета при министерстве образования и науки РФ.