Алфёров Жорес

Жорес Алфёров – учёный, благодаря открытиям которого в области многослойных гетероструктур, квантовой электроники, физики полупроводников стали возможны такие достижения современного мира как мобильные телефоны, солнечные батареи, лазерная хирургия глаза, зонная инженерия, оптическая когерентная томография и считывание штрих-кодов.

Детство и юность Жореса Алфёрова

Жорес Иванович Алфёров родился 13 марта 1930 года в Витебске. Его отец Иван Карпович Алфёров, крестьянин родом из белорусского городка Чашники, работал портовым грузчиком. Он воевал на фронтах Первой мировой войны и дослужился до звания гусарского унтер-офицера, а в 1917 году примкнул к большевикам. Как представитель полкового комитета, он принимал участие во II съезде Советов, на котором В.И. Ленин провозгласил знаменитые декреты о мире и земле. Во время Гражданской войны Алфёров-старший сражался против генералов Каледина, Краснова, Деникина, дослужился до должности командира кавалерийского полка. Со своей женой Иван Алфёров познакомился в 1920-е гг. на пограничной заставе около местечка Крайск под Минском. Его избранница Анна Владимировна Розенблюм не нашла понимания у своей ортодоксальной еврейской семьи – по сути, лихой красный командир был вынужден выкрасть свою невесту.

Своё необычное имя будущий нобелевский лауреат получил в честь французского социалиста Жана Жореса. Семья переезжала вслед за новыми назначениями по службе Ивана Карповича, который после выхода в запас работал директором различных комбинатов целлюлозной и деревообрабатывающей промышленности. Алфёровы жили в Сталинграде, в Сибири, на Урале, в Белоруссии, поэтому Жорес нередко менял школы. Главную роль в зарождении его интереса к науке сыграли учителя физики – Б.М. Буданцев из Туринска и Я.Б. Мельцерзон из Минска. В 1947 году юноша окончил среднюю школу с золотой медалью и по совету Мельцерзона, разглядевшего в нём незаурядный талант, поступил на энергетический факультет Белорусского политехнического института.

Образование Жореса Алфёрова

Окончив первый курс в Минске, Жорес Алфёров вслед за новым назначением отца переехал в Ленинград и перевёлся в Ленинградский электротехнический институт (ЛЭТИ) на факультет электронной техники. Там он сходу включился не только в учёбу, но и в студенческую жизнь: в составе стройотряда принимал участие в строительстве Красноборской ГЭС в Ленинградской области. Но главным приложением усилий стала наука. Алфёров возглавил студенческое научное общество факультета, работал в вакуумной лаборатории профессора Б.П. Козырева, под руководством Н.Н. Созиной проводил свои первые научные исследования. Темой его работ стали плёночные полупроводниковые элементы.

В 1952 году Жорес с красным дипломом окончил институт по специальности «Электровакуумная техника». Как отличнику ему дали направление в Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ) для подготовки кандидатской диссертации и участия в разработке первых советских транзисторов. Это трудоустройство стало поворотным событием в биографии Алфёрова.

Научная деятельность Жореса Алфёрова

В начале 1950-х гг. разработка отечественных полупроводниковых приборов являлась актуальнейшей задачей. Алфёров устроился в лабораторию В.М. Тучкевича, работавшую над получением монокристаллов чистого германия и созданием на их основе диодов и триодов. В решении конкретных задач шло становление Алфёрова как учёного: очень быстро он стал первоклассным специалистом по квантовой физике полупроводников. За несколько лет группа ЛФТИ, в которую входил Алфёров, создала кремниевые солнечные батареи, германиевые силовые выпрямители, транзисторы на уровне лучших мировых образцов.

На основе проведённых исследований в 1961 году Алфёров защитил кандидатскую диссертацию, посвящённую германиевым и кремниевым мощным выпрямителям. Уже в конце 1950-х гг. молодой учёный обладал высочайшим авторитетом в области проводниковых устройств. Так, в 1958 году младшему научному сотруднику Алфёрову звонил лично заместитель председателя Совета министров СССР Д.Ф. Устинов с просьбой принять участие в разработке полупроводниковых технологий для советский атомных подводных лодок. Задача была выполнена в кратчайшие сроки, и в 1959 году за внедрение на подводном флоте германиевых вентилей молодой физик получил первую правительственную награду – орден «Знак Почёта».

В начале 1960-х гг. главным направлением научной деятельности Алфёрова стала проблема гетеропереходов. Действие полупроводников основывалось на уникальных свойствах позитивно-негативного перехода (p-n перехода). На одной части монокристалла носителями заряда являлись отрицательно заряженные электроны, на другой – положительно заряженные квазичастицы, или «дырки». Благодаря этому удалось осуществить инжекцию электронов и «дырок». Прогресс полупроводников шёл по линии свойств приборов: германий заменялся кремнием, совершенствовались методы формирования p-n переходов, начиналось использование арсенида галлия и т.д. На основе комбинаций диодов и транзисторов на одной подложке появлялись интегральные схемы, которые в сотни раз уменьшали размеры вычислительных устройств.

Однако вся архитектура электроники базировалась на гомогенном полупроводнике, что в практической работе многих устройств создавало массу проблем – высокие пороговые токи, генерация только при низких температурах, большие электрические потери. Жорес Алфёров предложил принципиально иную схему – гетеропереходы. До него многочисленные попытки осуществить подобное взаимодействие между полупроводниками оказывались безуспешными. Научный руководитель В.М. Тучкевич отговаривал Алфёрова от занятий гетероструктурами, но тот взялся за «безнадёжное дело». В результате многочисленных экспериментов и теоретических расчётов удалось создать решёточно-согласованную систему для арсенида галлия. Таким образом, в марте 1963 года была найдена эффективная схема гетеропереходов – на месяц раньше, чем это сделали американцы в IBM. При этом гетероструктуры, реализованные группой Алфёрова, обладали преимуществами по всем основным позициям перед американскими аналогами.

В 1967 году Алфёров впервые побывал в заграничной командировке. Он посетил Лондон, осматривал знаменитые физические лаборатории и удивлялся, что с такими великолепными условиями английские коллеги даже не задумывались над возможностью создания геетропереходов. В 1968–1969 гг. на базе своего открытия гетероструктур на основе арсенида галлия и арсенида алюминия Алфёров создал первый в мире гетеролазер, разрабатывал двойные гетероструктуры, имеющие колоссальное преимущество перед обычными. Одновременное открытие оптического волокна с малыми потерями привело к бурному развитию оптоволоконных систем связи. Уже в 1970 году открытые Алфёровым гетероструктуры нашли применение в качестве солнечных батарей на космических спутниках и станциях. В 1970 году учёный стал доктором наук, в 1979 году – академиком. С 1973 по 2004 гг. местом работы Алфёрова стала кафедра оптоэлектроники ЛЭТИ.

К сожалению, многие наработки отечественных учёных-физиков получили дальнейшее развитие прежде на Западе. Не стали исключением и достижения Алфёрова. Исследования сверхрешёток, квантовых ям, вообще, физики низкоразмерных электронных систем позволили создать те современные технологии, которые сами меняют мир. В последующие годы в научной сфере интересов Алфёрова оказались исследования свойств наноструктур.

Застой и распад советского государства в 1980–1990-е гг. напрямую отразился на научной жизни. Нехватка финансирования, перепрофилирование с фундаментальных проблем на сиюминутные, массовый отказ молодёжи от «неперспективной» профессии учёного – все эти проблемы организации науки Жорес Иванович глубоко переживал. Со времён перестройки он принимал активное участие в политической жизни страны. Он неоднократно избирался депутатом Государственной Думы.

Присуждение в 2000 году знаменитому академику Нобелевской премии вызвало всплеск энтузиазма в обществе и интерес к его персоне: Алфёров стал первым российским лауреатом после распада СССР. С 1991 по 2017 гг. он был вице-президентом РАН и по мере сил старался сохранить фундаментальную науку. Алфёров не скрывал своего положительного отношения к социализму и достижениям советской власти, считал, что падение соцлагеря негативно отразилось на жизни сотен миллионов трудящихся по всему миру. Учёный неоднократно подвергал беспощадной критике правительственную политику в отношении академической науки, писал о «власти без мозгов».

Семья и личная жизнь Жореса Алфёрова

Первый брак Жореса Алфёрова, заключённый молодым учёным в начале 1950-х гг., оказался неудачным и скоротечным. Его квартира оказалась у жены, сам Алфёров перебрался на раскладушку в полуподвальной комнате института. О первой жене и тёще, устроившей скандал на парткоме, учёный вспоминать не любил, с бывшей супругой и дочерью Ольгой отношений не поддерживал.

Второй брак оказался не в пример удачнее. В мае 1967 года на отдыхе на Чёрном море Жорес Алфёров познакомился с сотрудницей космического бюро академика В.П. Глушко Тамарой Георгиевной Дарской, и через полгода пара официально оформила отношения. В 1972 году в семье родился сын Иван, ныне бизнесмен. Кроме того, Алфёров воспитывал приёмную дочь Ирину от первого брака жены.

Учёный всю жизнь любил спорт: в юности увлекался конькобежным спортом и плаванием, в пожилые годы регулярно совершал пешие прогулки и заплывы в бассейне. Кроме того, он был страстным футбольным и хоккейным болельщиком.

Смерть и похороны Жореса Алфёрова

Жорес Алфёров сохранял деятельный образ жизни до глубокой старости. Он принимал активное участие в общественной и научной жизни, в многочисленных встречах и конференциях, постоянно давал интервью. 30 ноября 2018 года учёного госпитализировали с подозрением на гипертонический криз, через месяц выписали из больницы и направили в подмосковный санаторий.

Казалось, дела пошли на поправку, но 1 марта 2019 года академик скончался в возрасте 88 лет. Причиной смерти стала острая сердечно-лёгочная недостаточность. Прощание с Жоресом Алфёровым проходило в здании Научного центра РАН в Санкт-Петербурге. Несмотря на снежную и морозную погоду, отдать последнюю дань уважения пришло множество людей. Похоронили великого учёного на кладбище посёлка Комарово.

Вклад Жореса Алфёрова в науку

Исследовательская деятельность Алфёрова охватывала область полупроводниковой и квантовой электроники. Важнейшим достижением в науке стало открытие гетероструктур, способствовавшее стремительному развитию компьютерной отрасли, мобильной связи, лазерных технологий, генерированию солнечной энергии. Помимо выдающихся научных достижений, Алфёров известен как превосходный педагог и организатор науки. Он сотрудничал со школьными учителями, организовывал специальные программы для привлечения в физику самых талантливых учеников. В 1988 году благодаря усилиям учёного в Ленинградском политехническом институте открылся физико-технический факультет.

Награды и премии Жореса Алфёрова

Научные достижения Жореса Ивановича Алфёрова отмечены многочисленными наградами, премиями, почётными званиями. Он кавалер советских орденов Ленина, Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, полный кавалер высокого российского ордена «За заслуги перед Отечеством», кавалер ордена Александра Невского, многих зарубежных наград, включая орден Почётного легиона.

В 1972 году учёный удостоился Ленинской премии, в 1984 и 2001 гг. – Государственных премий, в 2000 году – Нобелевской премии по физике. Среди прочих престижных научных наград, полученных Алфёровым, стоит назвать медаль Баллантайна, Хьюллет-Паккардовскую премию, Демидовскую премию, премию Киото.

Обложка: https://nauka.tass.ru