Нобелевские лауреаты в области естественных наук России и СССР

Помимо Нобелевской и  Ленинской премий Ландау были присуждены три Сталинские премии, ему было присвоено звание Героя Социалистического  труда, присуждались медаль имени Макса  Планка, премия имени Фрица Лондона.

4. Жорес Алфёров  (род. в 1930 г.)

 

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  получил назначение в Минск, где будущий учёный 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 изобрели 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 1993-1994 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».

4.1 Значение открытия

...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 И. 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.

4.2 Награда нашла героя

        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.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Перефразируя известное  крылатое выражение, можно сказать  так: «Плох тот, учёный, который не стремится стать нобелевским  лауреатом».    Но нужно понимать, что не все ученые, делающие открытия в области науки, становятся нобелиатами, некоторые достижения известны только специалистам. В среде физиков, например, часто идут разговоры, что надо было «не этому за это дать, а этому – за это», потому что бывают ситуации, когда известно, что кто-то другой  сделал открытие раньше лауреата. Кроме того,  оценить значение открытия для науки не всегда удается современникам. Известно, что Герц, доказавший существование электромагнитных волн, считал их открытие практически совершенно бесполезным. Тем не менее, если настоящий учёный находится на пороге открытия, его не остановит мысль о том, что нобелевская премия ему, возможно, не достанется.

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».  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Лев Давыдович Ландау                                          Жорес Иванович Алфёров

 

 

 

 

 

 

 

 

Нобелевский диплом Ж.И.Алфёрова                      Шведский король вручает

                                                                Ж.И.Алфёрову Нобелевскую премию

 

 

 

                                                                               

 

 

 

Список  использованной литературы.

 

1. Электронное издание «НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ РОССИИ – STRF.ru» . 
2. Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
3. Мусский С. 100 великих нобелевских лауреатов.- Вече, 2009 г.
4. НиТ. Нобелевские лауреаты, 1998 г.
5. Алфёров Ж.И. Физика и жизнь. – СПб.: Наука, 2000 г.
6. Алфёров Ж.И. Двойные гетероструктуры: Концепция и применения в физике, электронике и технологии. – Успехи физических наук, 2002 г.,  т. 172, № 9.
7. Наука и человечество. Международный ежегодник. – М., 1976 г.