Валерий Яковлев Грандмастер

За что получил Нобелевскую премию 2000 года по физике Ж. И. Алфёров?

Академик Жорес Иванович Алфёров хорошо известен как общественный и государственный деятель, депутат Госдумы. Его научные достижения известны меньше. А мы ими сейчас активно пользуемся — в оптоволоконных линиях связи, лазерных проигрывателях и многих других устройствах.

Ж. И. Алфёров Фото: Семен Лиходеев, ТАСС

Ещё студентом и аспирантом физфака по специальности «физика твёрдого тела» я изучал работы Алфёрова в области физики полупроводников, полупроводниковой квантовой электроники, технической физики. Он стоял у истоков создания первых отечественных транзисторов, мощных германиевых выпрямителей, фотодиодов.

Главные же открытия, сделанные Алфёровым, связаны с исследованиями гетеропереходов в полупроводниках. Что это такое? В обычных диодах и транзисторах существуют гомопереходы — одиночные контакты полупроводников разной проводимости. Гетероструктурой называется полупроводниковая структура с несколькими контактами в одном кристалле. Это очень сложно осуществить технологически, зато открываются огромные возможности в применении таких полупроводников.

Жорес Алферов
Жорес Алферов
Фото: фотохроника ТАСС

Алфёров шутил на эту тему:

«Нормально — это когда гетеро, а не гомо. Гетеро — это нормальный путь развития природы».

В 60-е годы в своём Ленинградском физико-техническом институте Алфёров начинает работать над созданием реальных приборов на полупроводниковых гетероструктурах. Многие тогда считали работу над гетеропереходными структурами бесперспективной. Имеющиеся кристаллы были химически неустойчивы, а размеры их кристаллических решёток не совпадали, что приводило при контакте к большому количеству структурных дефектов. Поэтому создание эффективного перехода и подбор соответствующих гетеропар казались неразрешимой задачей.

Однако с помощью созданных установок молекулярно-пучковой эпитаксии, позволяющих изменять параметры полупроводника при выращивании его кристалла, Алферову удалось найти решение проблемы. С использованием полупроводников GaAs и GaAlAs были созданы эффективно работающие гетероструктуры. Эти же задачи параллельно решал американец немецкого происхождения Герберт Крёмер.

Полупроводник арсенид галия (GaAs)
Полупроводник арсенид галия (GaAs)
Фото: ru.wikipedia.org

С начала 70-х годов развернулась гонка ЛФТИ с американскими фирмами Bell Telephone, IBM и RCA в разработке промышленной технологии получения полупроводников на гетероструктурах. Нашим ученым-физикам удалось всего на месяц опередить конкурентов. В 2000 году Алфёрову и Крёмеру была присуждена Нобелевская премия.

Сейчас лазеры на гетероструктурах используются для закачки информации в межконтинентальные оптоволоконные кабели. Лазер с двойной гетероструктурой используется теперь в каждом доме для проигрывания и записи компакт-дисков. Гетероструктурные светодиоды используются для освещения и в световых приборах автомобилей. На космической станции «Мир» высокоэффективные солнечные элементы на основе полупроводниковых гетероструктур проработали без снижения мощности 15 лет.

Жорес Алферов и Владимир Путин
Жорес Алферов и Владимир Путин
Фото: ru.wikipedia.org

В настоящее время, с развитием нанотехнологий, конструирование полупроводниковых систем позволяет задавать кристаллу практически любые параметры. Гетероструктуры можно составлять уже из отдельных атомов. Созданием и исследованием свойств таких наноструктур — квантовых проволок и квантовых точек — занимался Алфёров.

В 2008 году Жорес Иванович Алфёров возглавил секцию нанотехнологий в отделении нанотехнологий и информационных технологий РАН. Работа продолжилась…

P. S. 1 марта 2019 года Ж. И. Алфёров скончался на 89-м году жизни.

Статья опубликована в выпуске 15.03.2008
Обновлено 4.03.2019

Комментарии (1):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: