Жорес Іванович Алфьоров

Жорес Іванович Алфьоров

Народився в білоруському місті Вітебськ. Після 1935 року сім'я переїхала на Урал. У м. Туринськ Алфьоров навчався в школі з п'ятого по восьмий класи. 9 травня 1945 року його батько, Іван Карпович Алфьоров, отримав призначення до Мінська, де Алфьоров закінчив чоловічу середню школу № 42 із золотою медаллю. Став студентом факультету електронної техніки (ФЕТ) Ленінградського електротехнічного інституту (ЛЕТІ) ім. В.І.Ульянова за порадою шкільного вчителя фізики Якова Борисовича Мельцерзона.

На третьому курсі Алфьоров почав працювати у вакуумній лабораторії професора Б.П. Козирєва. Там він почав експериментальну роботу під керівництвом Наталії Миколаївни Созінов. Зі студентських років Алфьоров залучав до участі в наукових дослідженнях інших студентів. Так, у 1950 році напівпровідники стали головною справою його життя.

У 1953 році, після закінчення ЛЕТІ, Алфьорова було прийнято на роботу у Фізико-технічний інститут ім. А.Ф. Іоффе в лабораторію В.М. Тучкевіча. У першій половині 50-х років перед інститутом було поставлено завдання створити вітчизняні напівпровідникові прилади для впровадження у вітчизняну промисловість. Стояло завдання: отримання монокристалів чистого германію та створення на його основі площинних діодів і тріодів. За участю Алфьорова були розроблені перші вітчизняні транзистори і силові германієві прилади. За комплекс проведених робіт в 1959 році Алфьоров отримав першу урядову нагороду, захистив кандидатську дисертацію, підводячи риску під десятирічною роботою.

Після цього перед Ж.І. Алфьоровим постало питання про вибір подальшого напрямку досліджень. Накопичений досвід дозволяв йому перейти до розробки власної теми. У ті роки була висловлена ідея використання в напівпровідниковій техніці гетеропереходів. Створення досконалих структур на їх основі могло призвести до якісного стрибка у фізиці і техніці.

У той час у багатьох журнальних публікаціях і на різних наукових конференціях неодноразово говорилося про безперспективність проведення робіт у цьому напрямку, тому що численні спроби реалізувати прилади на гетеропереходах не приходили до практичних результатів. Причина невдач крилася в труднощах створення близького до ідеального переходу, виявленні та отриманні необхідних гетеропар.

Але це не зупинило Жореса Івановича. В основу технологічних досліджень ним були покладені епітаксіальні методи, що дозволяють управляти такими фундаментальними параметрами напівпровідника, як ширина забороненої зони, величина електронної спорідненості, ефективна маса носіїв струму, показник заломлення і т.д. всередині єдиного монокристала.

Для ідеального гетеропереходу підходили GaAs і AlAs, але останній майже миттєво на повітрі окислявся. Значить, слід було підібрати іншого партнера. І він знайшовся тут же, в інституті, в лабораторії, яку очолювала Н.А. Горюнова. Ним виявилося потрійне з'єднання AIGaAs. Так визначилася широко відома тепер у світі мікроелектроніки гетеропари GaAs/AIGaAs. Ж.І.Алфьоров з співробітниками не тільки створили в системі AlAs-GaAs гетероструктури, близькі за своїми властивостями до ідеальної моделі, а й перший в світі напівпровідниковий гетеролазері, що працює в безперервному режимі при кімнатній температурі.

Відкриття Ж.І. Алфьоровим ідеальних гетеропереходів і нових фізичних явищ – "суперінжекціі", електронного та оптичного обмеження в гетеро структурах – дозволило також кардинально поліпшити параметри більшості відомих напівпровідникових приладів і створити принципово нові, особливо перспективні для застосування в оптичній і квантової електроніці. Новий етап досліджень гетеропереходів в напівпровідниках Жорес Іванович узагальнив у докторській дисертації, яку успішно захистив 1970 року.

Роботи Ж.І. Алфьорова були по заслугах оцінені міжнародною та вітчизняною наукою. У 1971 році Франкліновский інститут (США) присуджує йому престижну медаль Баллантайна, так звану "малу Нобелівську премію", засновану для нагородження за кращі роботи в галузі фізики. Потім – найвища нагорода СРСР – Ленінська премія (1972 р.).

З використанням розробленої Ж.І. Алфьоровим в 70 - х роках технології високоефективних, радіаційностійких сонячних елементів на основі AIGaAs/GaAs гетероструктур в Росії (вперше в світі) було організовано великомасштабне виробництво гетероструктурних сонячних елементів для космічних батарей. Одна з них, встановлена 1986 року на космічній станції "Мир", пропрацювала на орбіті весь термін експлуатації без істотного зниження потужності.

На основі запропонованих в 1970 році Ж.І. Алфьоровим і його співробітниками ідеальних переходів в багатокомпонентних з'єднаннях InGaAsP створені напівпровідникові лазери, що працюють в істотно більш широкій спектральній області, ніж лазери в системі AIGaAs. Вони знайшли широке застосування в якості джерел випромінювання у волоконно-оптичних лініях зв'язку підвищеної дальності.

На початку 90-х років одним з основних напрямів робіт, що проводяться під керівництвом Ж.І. Алфьорова, стає отримання і дослідження властивостей наноструктур зниженої розмірності: квантових дротів і квантових точок.

У 1993-1994 рр. вперше в світі реалізуються гетеролазери на основі структур з квантовими точками - "штучними атомами". У 1995 році Ж.І.Алфьоров зі своїми співробітниками вперше демонструє інжекційний гетеролазер на квантових точках, що працює в безперервному режимі при кімнатній температурі. Принципово важливим стало розширення спектрального діапазону лазерів з використанням квантових точок на підкладках GaAs. Таким чином, дослідження Ж.І. Алфьорова заклали основи принципово нової електроніки на основі гетероструктур з дуже широким діапазоном застосування, відомої сьогодні як "зонна інженерія".

В одному зі своїх численних інтерв'ю (1984 рік) на запитання кореспондента: "З чуток, Ви нині були представлені до Нобелівської премії. Не прикро, що не отримали?" Жорес Іванович відповів: "Чув, що представляли вже не раз. Практика показує - або її дають зразу після відкриття (у моєму випадку це середина 70-х років), або вже в глибокій старості. Так було з П.Л. Капіцею. Значить, у мене ще все попереду".

Тут Жорес Іванович помилився. Як кажуть, нагорода знайшла героя раніше настання глибокої старості. 10 жовтня 2000 за всіма програмами російського телебачення повідомили про присудження Ж.І. Алфьорову Нобелівської премії з фізики за 2000 рік.