Родился 15 марта 1930 г. в г. Витебске в семье Ивана Карповича и Анны Владимировны Алфёровых, уроженцев Белоруссии. Отец восемнадцатилетним юношей в 1912 г. приехал в Санкт-Петербург. Работал грузчиком в порту, разнорабочим на конвертной фабрике, рабочим на заводе «Лесснер» (впоследствии «Завод им. Карла Маркса»). В первую мировую дослужился до звания унтер-офицера лейб-гвардии, став георгиевским кавалером.

В сентябре 1917 г. И.К.Алфёров вступил в партию большевиков и на всю жизнь остался верен избранным в юности идеалам. Об этом, в частности, свидетельствуют и горькие слова самого Жореса Ивановича: «Я счастлив, что мои родители не дожили до этого времени» (1994 г.). В гражданскую войну И.К.Алфёров командовал кавалерийским полком Красной Армии, встречался с В.И.Лениным, Л.Д.Троцким, Б.Б.Думенко. После окончания Промакадемии в 1935 г. он прошёл путь от директора завода до начальника треста: Сталинград, Новосибирск, Барнаул, Сясьстрой (под Ленинградом), Туринск (Свердловская область, военные годы), Минск (после войны). Ивану Карповичу были свойственны внутренняя порядочность и нетерпимость к огульному осуждению людей.

Анна Владимировна обладала ясным умом и большой житейской мудростью, во многом унаследованной сыном. Работала в библиотеке, возглавляла совет жён-общественниц.

Ж.И.Алфёров с родителями, Анной Владимировной и Иваном Карповичем (1954 г.).

Супруги, как большинство людей того поколения, стойко верили в революционные идеи. Тогда появилась мода давать детям звучные революционные имена. Младший сын стал Жоресом в честь французского революционера Жана Жореса, а старший – Марксом, в честь основоположника научного коммунизма. Жорес и Маркс были директорскими детьми, а значит, нужно было быть примером и в учёбе, и в общественной жизни.

Молох репрессий обошёл стороной семью Алфёровых, но война взяла своё. Маркс Алфёров закончил школу 21 июня 1941 г. в Сясьстрое. Поступил в Уральский индустриальный институт на энергетический факультет, но проучился лишь несколько недель, а потом решил, что его долг – защищать Родину. Сталинград, Харьков, Курская дуга, тяжёлое ранение в голову. В октябре 1943 г. он провёл три дня с семьёй в Свердловске, когда после госпиталя возвращался на фронт. И эти три дня, фронтовые рассказы старшего брата, его страстную юношескую веру в силу науки и инженерной мысли Жорес запомнил на всю жизнь. Гвардии младший лейтенант Маркс Иванович Алфёров погиб в бою во «втором Сталинграде» – так называли тогда Корсунь-Шевченковскую операцию.

В 1956 г. Жорес приехал на Украину, чтобы найти могилу брата. В Киеве, на улице, он неожиданно встретил своего сослуживца Б.П.Захарченю, ставшего впоследствии одним из ближайших его друзей. Договорились поехать вместе. Купили билеты на пароход и уже на следующий день плыли вниз по Днепру к Каневу в двухместной каюте. Нашли деревню Хильки, около которой Маркс Алфёров яростно отражал попытку отборных немецких дивизий выйти из корсунь-шевченковского «котла». Нашли братскую могилу с белым гипсовым солдатом на постаменте, высящемся над буйно разросшейся травой, в которую были вкраплены простые цветы, какие обычно сажают на русских могилах: ноготки, анютины глазки, незабудки.

В разрушенном Минске Жорес учился в единственной в то время русской мужской средней школе № 42, где был замечательный учитель физики - Яков Борисович Мельцерзон. В школе не было физического кабинета, но влюблённый в физику Яков Борисович умел передать ученикам свое отношение к любимому предмету, так что в довольно хулиганистом классе никогда не шалили. Жорес, поражённый рассказом Якова Борисовича о работе катодного осциллографа и принципах радиолокации, поехал в 1947 г. учиться в Ленинград, в Электротехнический институт, хотя его золотая медаль открывала возможность поступления в любой институт без экзаменов. Ленинградский электротехнический институт (ЛЭТИ) им. В.И.Ульянова (Ленина) был учреждением с уникальным названием: в нём упомянуты и настоящая фамилия, и партийная кличка человека, которого часть населения бывшего СССР теперь не очень почитает (нынче это Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет).

Фундамент науки в ЛЭТИ, сыгравшем выдающуюся роль в развитии отечественной электроники и радиотехники, был заложен такими «китами», как Александр Попов, Генрих Графтио, Аксель Берг, Михаил Шателен. Жоресу Ивановичу, по его словам, очень повезло с первым научным руководителем. На третьем курсе, считая, что математика и теоретические дисциплины даются легко, а «руками» нужно многому учиться, он пошёл работать в вакуумную лабораторию профессора Б.П.Козырева. Там, начав в 1950 г. экспериментальную работу под руководством Наталии Николаевны Созиной, незадолго до этого защитившей диссертацию по исследованию полупроводниковых фотоприёмников в ИК-области спектра, Ж.И.Алфёров впервые столкнулся с полупроводниками, ставшими главным делом его жизни. Первой проштудированной монографией по физике полупроводников стала книга Ф.Ф.Волькенштейна «Электропроводность полупроводников», написанная во время блокады Ленинграда. В декабре 1952 г. проходило распределение. Ж.И.Алфёров мечтал о Физтехе, возглавляемом Абрамом Фёдоровичем Иоффе, монография которого «Основные представления современной физики» стала для молодого учёного настольной книгой. При распределении были три вакансии, и одна досталась Ж.И.Алфёрову. Жорес Иванович много позже писал, что его счастливая жизнь в науке была предопределена именно этим распределением. В письме родителям в Минск он сообщил о выпавшем ему огромном счастье работать в институте Иоффе. Жорес тогда ещё не знал, что Абрама Фёдоровича за два месяца до этого вынудили уйти из созданного им института, где он директорствовал более 30 лет.

Систематические исследования полупроводников в Физико-техническом институте были начаты ещё в 30-е гг. прошлого века. В 1932 г. В.П.Жузе и Б.В.Курчатов исследовали собственную и примесную проводимость полупроводников. В том же году А.Ф.Иоффе и Я.И.Френкель создали теорию выпрямления тока на контакте металл–полупроводник, основанную на явлении туннелирования. В 1931-м и 1936 гг. Я.И.Френкель опубликовал свои знаменитые работы, в которых предсказал существование экситонов в полупроводниках, введя сам этот термин и разработав теорию экситонов. Первая диффузионная теория выпрямляющего p–n -перехода, ставшая основой теории p–n -перехода В.Шокли, была опубликована Б.И.Давыдовым в 1939 г. По инициативе А.Ф.Иоффе с конца 40-х гг. в Физтехе были начаты исследования интерметаллических соединений.

30 января 1953 г. Ж.И.Алфёров приступил к работе у нового научного руководителя, в то время заведующего сектором, кандидата физико-математических наук Владимира Максимовича Тучкевича. Перед небольшим коллективом сектора была поставлена очень важная задача: создание первых отечественных германиевых диодов и транзисторов с p–n-переходами (см. «Физику» № 40/2000, В.В.Рандошкин . Транзистор). Тема «Плоскость» была поручена правительством параллельно четырём институтам: ФИАНу и ФТИ в Академии наук, ЦНИИ-108 – главному в то время радиолокационному институту Министерства обороны в Москве (во главе с академиком А.И.Бергом) – и НИИ-17 – головному институту электронной техники во Фрязино, под Москвой.

Физтех в 1953 г., по нынешним меркам, был небольшим институтом. Ж.И.Алфёров получил пропуск № 429 (что означало численность всех сотрудников института на тот момент). Потом большинство знаменитых физтеховцев уехали в Москву к И.В.Курчатову и в другие вновь создаваемые «атомные» центры. «Полупроводниковая элита» ушла вместе с А.Ф.Иоффе в недавно организованную лабораторию полупроводников при президиуме АН СССР. В ФТИ из «старшего» поколения «полупроводниковцев» остались лишь Д.Н.Наследов, Б.Т.Коломиец и В.М.Тучкевич.

Новый директор ЛФТИ, академик А.П.Комар, далеко не лучшим образом вёл себя по отношению к своему предшественнику, но в развитии института избрал вполне разумную стратегию. Основное внимание уделялось поддержке работ по созданию качественно новой полупроводниковой электроники, космических исследований (газодинамика больших скоростей и высокотемпературные покрытия - Ю.A.Дунаев) и разработке методов разделения лёгких изотопов для водородного оружия (Б.П.Константинов). Не забывались и чисто фундаментальные исследования: именно в это время был экспериментально открыт экситон (Е.Ф.Гросс), созданы основы кинетической теории прочности (С.Н.Журков), начаты работы по физике атомных столкновений (В.М.Дукельский, К.В.Федоренко). Блестящий доклад Е.Ф.Гросса об открытии экситона прозвучал на первом для Ж.И.Алфёрова полупроводниковом семинаре в Физтехе в феврале 1953 г. Он испытал ни с чем не сравнимое ощущение – быть свидетелем рождения выдающегося открытия в той области науки, в которой делаешь свои первые шаги.

Дирекция ФТИ прекрасно понимала необходимость привлечения молодёжи в науку, и каждый приходящий молодой специалист проходил собеседование в дирекции. Именно в это время были приняты в Физтех будущие члены Академии наук СССР Б.П.Захарченя, А.А.Каплинский, Е.П.Мазец, В.В.Афросимов и многие другие.

В Физтехе Ж.И.Алфёров очень быстро дополнил свое инженерно-техническое образование физическим и стал высококлассным специалистом по квантовой физике полупроводниковых приборов. Главной была работа в лаборатории – Алфёрову посчастливилось быть участником рождения советской полупроводниковой электроники. Жорес Иванович как реликвию хранит свой лабораторный журнал того времени с записью о создании им 5 марта 1953 г. первого советского транзистора с p–n -переходом. Сегодня можно удивляться, как очень небольшой коллектив очень молодых сотрудников под руководством В.М.Тучкевича в течение нескольких месяцев разработал основы технологии и метрологии транзисторной электроники: А.А.Лебедев – получение и легирование совершенных монокристаллов германия, Ж.И.Алфёров – получение транзисторов с параметрами на уровне лучших мировых образцов, А.И.Уваров и С.М.Рывкин – создание прецизионной метрики кристаллов германия и транзисторов, Н.С.Яковчук – разработка схем на транзисторах. В этой работе, которой коллектив отдавался со всей страстью молодости и сознанием высочайшей ответственности перед страной, очень быстро и эффективно шло формирование молодого учёного, понимание значения технологии не только для создания новых электронных приборов, но и для физических исследований, роли и значения «мелких», на первый взгляд, деталей в эксперименте, необходимости понимания «простых» основ прежде выдвигания «высоконаучных» объяснений неудачных результатов.

Уже в мае 1953 г. первые советские транзисторные приёмники демонстрировались «высокому начальству», а в октябре в Москве работу принимала правительственная комиссия. ФТИ, ФИАН и ЦНИИ-108, используя разные методики конструирования и технологии изготовления транзисторов, успешно решили задачу, и лишь НИИ-17, слепо копируя известные американские образцы, провалил работу. Правда, созданному на основе одной из его лабораторий первому в стране полупроводниковому институту НИИ-35 и была поручена разработка промышленной технологии транзисторов и диодов с p–n -переходами, с которой они успешно справились.

В последующие годы небольшой коллектив «полупроводниковцев» ФТИ заметно расширился, и в очень короткое время в лаборатории уже доктора физмат наук профессора В.М.Тучкевича были созданы первые советские германиевые силовые выпрямители, германиевые фотодиоды и кремниевые солнечные батареи, исследовано поведение примесей в германии и кремнии.

В мае 1958 г. к Ж.И.Алфёрову обратился Анатолий Петрович Александров, будущий президент Академии наук СССР, с просьбой разработать полупроводниковые устройства для первой советской атомной подводной лодки. Для решения этой задачи нужны были принципиально новые технология и конструкция германиевых вентилей. Младшему научному сотруднику лично (!) звонил заместитель Председателя Правительства СССР Дмитрий Фёдорович Устинов. Пришлось на два месяца поселиться прямо в лаборатории, и работа была успешно выполнена в рекордно короткие сроки: уже в октябре 1958 г. устройства стояли на подводной лодке. Для Жореса Ивановича и сегодня полученный в 1959 г. за эту работу первый орден является одной из самых ценных наград!

Ж.И.Алфёров после вручения правительственной награды за работы по заказу ВМФ СССР

Установка вентилей была связана с многочисленными поездками в Северодвинск. Когда на «приёмку темы» приехал заместитель главкома ВМС и ему доложили, что теперь па подлодках стоят новые германиевые вентили, адмирал поморщился и раздражённо спросил: «А что же, отечественных не нашлось?».

В Кирово-Чепецке, где усилиями многих сотрудников Физтеха велись работы по разделению изотопов лития с целью создания водородной бомбы, Жорес познакомился со многими замечательными людьми и живо их описывал. Б.Захарченя запомнил такой его рассказ о Борисе Петровиче Звереве – зубре «оборонки» сталинских времён, главном инженере завода. Во время войны, в самое её тяжёлое время, он руководил предприятием, занимавшимся электролитическим получением алюминия. В технологическом процессе использовалась патока, хранившаяся в огромном чане прямо в цехе. Голодные рабочие её разворовывали. Борис Петрович созвал рабочих на собрание, произнёс прочувствованную речь, затем поднялся по лестнице к верхнему краю чана, расстегнул штаны и помочился на виду у всех в чан с патокой. На технологию это не повлияло, но патоку уже никто не воровал. Жореса очень забавляло это чисто русское решение вопроса.

За успешную работу Ж.И.Алфёров регулярно поощрялся денежными премиями, вскоре получил звание старшего научного сотрудника. В 1961 г. он защитил кандидатскую диссертацию, посвящённую в основном разработке и исследованию мощных германиевых и частично кремниевых выпрямителей. Заметим, что в этих приборах, как и во всех ранее созданных полупроводниковых приборах, использовались уникальные физические свойства p–n -перехода – искусственно созданного в полупроводниковом монокристалле распределения примесей, при котором в одной части кристалла носителями заряда являются отрицательно заряженные электроны, а в другой – положительно заряженные квазичастицы, «дырки» (латинские n и p как раз и значат negative и positive ). Поскольку различается лишь тип проводимости, а вещество одно и то же, p–n -переход можно назвать гомопереходом .

Благодаря p–n -переходу в кристаллах удалось осуществить инжекцию электронов и дырок, а простая комбинация двух p–n -переходов позволила реализовать монокристаллические усилители с хорошими параметрами – транзисторы. Наибольшее распространение получили структуры с одним p–n -переходом (диоды и фотоэлементы), двумя p–n -переходами (транзисторы) и тремя p–n -переходами (тиристоры). Всё дальнейшее развитие полупроводниковой электроники шло по пути исследования монокристаллических структур на основе германия, кремния, полупроводниковых соединений типа А III B V (элементов III и V групп Периодической системы Менделеева). Улучшение свойств приборов шло главным образом по пути совершенствования методов формирования p–n -переходов и использования новых материалов. Замена германия кремнием позволила поднять рабочую температуру приборов и создать высоковольтные диоды и тиристоры. Успехи в технологии получения арсенида галлия и других оптических полупроводников привели к созданию полупроводниковых лазеров, высокоэффективных источников света и фотоэлементов. Комбинации диодов и транзисторов на одной монокристаллической кремниевой подложке стали основой интегральных схем, на которых базировалось развитие электронно-вычислительной техники. Миниатюрные, а затем и микроэлектронные приборы, создаваемые в основном на кристаллическом кремнии, буквально смели электровакуумные лампы, позволив уменьшить в сотни и тысячи раз размеры устройств. Достаточно вспомнить старые ЭВМ, занимавшие огромные помещения, и их современный эквивалент ноутбук – компьютер, напоминающий маленький атташе-кейс, или «дипломат», как его называют в России.

Но предприимчивый, живой ум Ж.И.Алфёрова искал свой путь в науке. И он был найден, несмотря на крайне тяжёлую жизненную ситуацию. После молниеносной первой женитьбы ему пришлось так же молниеносно развестись, потеряв квартиру. В результате скандалов, устроенных свирепой тёщей в парткоме института, Жорес поселился в полу-подвальной комнате старого физтеховского дома.

Один из выводов кандидатской диссертации гласил, что p–n -переход в гомогенном по составу полупроводнике (гомоструктура ) не может обеспечить оптимальные параметры многих приборов. Стало ясно, что дальнейший прогресс связан с созданием p–n -перехода на границе разных по химическому составу полупроводников (гетероструктурах ).

В связи с этим сразу после появления первой работы, в которой была описана работа полупроводникового лазера на гомоструктуре в арсениде галлия, Ж.И.Алфёров выдвинул идею использования гетероструктур. Поданная заявка на выдачу авторского свидетельства на это изобретение по законам того времени была засекречена. Лишь после публикации аналогичной идеи Г.Крёмером в США гриф секретности был снижен до уровня «для служебного пользования», но авторское свидетельство было опубликовано лишь много лет спустя.

Лазеры на гомопереходах были неэффективны из-за высоких оптических и электрических потерь. Пороговые токи были очень высоки, а генерация осуществлялась только при низких температурах. В своей статье Г.Крёмер предложил использовать двойные гетероструктуры для пространственного ограничения носителей в активной области. Он предположил, что «с помощью пары гетеропереходных инжекторов лазерная генерация может быть осуществлена во многих непрямозонных полупроводниках и улучшена в прямозонных». В авторском свидетельстве Ж.И.Алфёрова также отмечалась возможность получения высокой плотности инжектированных носителей и инверсной заселённости с помощью «двойной» инжекции. Указывалось, что лазеры на гомопереходах могут обеспечить «непрерывный режим генерации при высоких температурах», к тому же возможно «увеличение излучающей поверхности и использование новых материалов для получения излучения в различных областях спектра».

Первоначально теория развивалась существенно быстрее, чем практическая реализация устройств. В 1966 г. Ж.И.Алфёров сформулировал общие принципы управления электронными и световыми потоками в гетероструктурах. Чтобы избежать засекречивания, в названии статьи были упомянуты лишь выпрямители, хотя эти же принципы были применимы и к полупроводниковым лазерам. Он предсказал, что плотность инжектированных носителей может быть на много порядков выше (эффект «суперинжекции»).

Идея использования гетероперехода была выдвинута на заре развития электроники. Уже в первом патенте, связанном с транзисторами на p–n -переходе, В.Шокли предложил для получения односторонней инжекции использовать широкозонный эмиттер. Важные теоретические результаты на ранней стадии исследования гетероструктур были получены Г.Крёмером, который ввёл понятия квазиэлектрических и квазимагнитных полей в плавном гетеропереходе и предположил чрезвычайно высокую эффективность инжекции гетеропереходов по сравнению с гомопереходами. Тогда же появились различные предложения по использованию гетеропереходов в солнечных батареях.

Итак, реализация гетероперехода открывала возможность создания более эффективных приборов для электроники и уменьшения размеров устройств буквально до атомных масштабов. Однако заниматься гетеропереходами Ж.И.Алфёрова отговаривали многие, в том числе и В.М.Тучкевич, неоднократно вспоминавший впоследствии об этом в речах и тостах, подчёркивая смелость Жореса Ивановича и дар предвидеть пути развития пауки. В то время существовал всеобщий скептицизм по поводу создания «идеального» гетероперехода, тем более с теоретически предсказываемыми инжекционными свойствами. И в пионерских работа Р.Л.Андерсена по исследованию эпитаксиального ( [таксис] означает расположение в порядке, построение ) перехода Ge–GaAs с совпадающими постоянными кристаллической решётки отсутствовали доказательства инжекции неравновесных носителей в гетероструктурах.

Максимальный эффект ожидался при использовании гетеропереходов между полупроводником, служащим активной областью прибора, и более широкозонным полупроводником. В качестве наиболее перспективных в то время рассматривались системы GaP–GaAs и AlAs–GaAs. Для «совместимости» эти материалы в первую очередь должны были удовлетворять самому важному условию: иметь близкие значения постоянной кристаллической решётки.

Дело в том, что многочисленные попытки реализовать гетеропереход были безуспешными: ведь не только размеры элементарных ячеек кристаллических решёток полупроводников, составляющих переход, должны практически совпадать, но и их тепловые, электрические, кристаллохимические свойства должны быть близкими, как и их кристаллические и зонные структуры.

Такую гетеропару найти не удавалось. И вот за это, казалось бы, безнадёжное дело взялся Ж.И.Алфёров. Нужный гетеропереход, как оказалось, можно было формировать путём эпитаксиального выращивания, когда один монокристалл (вернее, его монокристаллическая плёнка) наращивался на поверхности другого монористалла буквально послойно – один монокристаллический слой за другим. К нашему времени разработано много методов такого выращивания. Это и есть те самые высокие технологии, которые обеспечивают не только процветание электронных фирм, но и безбедное существование целых стран.

Б.П.Захарченя вспоминал, что маленькая рабочая комната Ж.И.Алфёрова вся была завалена рулонами миллиметровой бумаги, на которой неутомимый Жорес Иванович с утра до вечера чертил диаграммы состав–свойство многофазных полупроводниковых соединений в поисках сопрягающихся кристаллических решёток. Для идеального гетероперехода подходили арсенид галлия (GaAs) и арсенид алюминия (AlAs), но последний мгновенно окислялся на воздухе, и о его использовании, казалось, не могло быть и речи. Однако природа щедра на неожиданные подарки, нужно лишь подобрать ключи к её кладовым, а не заниматься грубым взломом, к которому призывал лозунг «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у неё – наша задача». Такие ключи уже были подобраны замечательным специалистом по химии полупроводников, физтеховской сотрудницей Ниной Александровной Горюновой, подарившей миру знаменитые соединения A III B V . Занималась она и более сложными тройными соединениями. Жорес Иванович всегда с огромным пиететом относился к таланту Нины Александровны и сразу понял её выдающуюся роль в науке.

Первоначально была предпринята попытка создать двойную гетероструктуру GaP 0,15 As 0,85 –GaAs. И она была выращена методом газофазной эпитаксии, а на ней был сформирован лазер. Однако из-за небольшого несоответствия постоянных решётки он, как и лазеры на гомопереходах, мог работать только при температуре жидкого азота. Ж.И.Алфёрову стало ясно, что таким путём реализовать потенциальные преимущества двойных гетероструктур не удастся.

Непосредственно с Жоресом Ивановичем работал один из учеников Горюновой, Дмитрий Третьяков, талантливый учёный с богемной душой в её неповторимой российской версии. Автор сотен работ, воспитавший многих кандидатов и докторов наук, лауреат Ленинской премии – высшего в то время знака признания творческих заслуг, – не защищал никакой диссертации. Он сообщил Жоресу Ивановичу, что неустойчивый сам по себе арсенид алюминия абсолютно устойчив в тройном соединении AlGaAs, так называемом твёрдом растворе . Свидетельством этому были давно выращенные путём охлаждения из расплава Александром Борщевским, тоже учеником Н.А.Горюновой, кристаллы этого твёрдого раствора, хранившиеся у него в столе уже несколько лет. Примерно так в 1967 г. была найдена ставшая теперь классической в мире микроэлектроники гетеропара GaAs–AlGaAs.

Изучение фазовых диаграмм, кинетики роста в этой системе, а также создание модифицированного метода жидкофазной эпитаксии, пригодного для выращивания гетероструктур, вскоре привели к созданию гетероструктуры, согласованной по параметру кристаллической решётки. Ж.И.Алфёров вспоминал: «Когда мы опубликовали первую работу на эту тему, мы были счастливы считать себя первыми, кто обнаружил уникальную, фактически идеальную, решёточно-согласованную систему для GaAs». Однако почти одновременно (с отставанием на месяц!) и независимо гетероструктура Al x Ga 1–x As–GaAs была получена в США сотрудниками фирмы IBM .

С этого момента реализация главных преимуществ гетероструктур пошла стремительно. Прежде всего экспериментально были подтверждены уникальные инжекционные свойства широкозонных эмиттеров и эффект суперинжекции, продемонстрировано стимулированное излучение в двойных гетероструктурах, установлена зонная структура гетероперехода Al x Ga 1–x As, тщательно изучены люминесцентные свойства и диффузия носителей в плавном гетеропереходе, а также чрезвычайно интересные особенности протекания тока через гетеропереход, например, диагональные туннельно-рекомбинационные переходы непосредственно между дырками из узкозонной и электронами из широкозонной составляющих гетероперехода.

В то же время основные преимущества гетероструктур были реализованы группой Ж.И.Алфёрова:

– в низкопороговых лазерах на двойных гетероструктурах, работающих при комнатной температуре;

– в высокоэффективных светодиодах на одинарной и двойной гетероструктурах;

– в солнечных элементах на гетероструктурах;

– в биполярных транзисторах на гетероструктурах;

– в тиристорных p–n–p–n гетероструктурах.

Если возможность управления типом проводимости полупроводника с помощью легирования различными примесями и идея инжекции неравновесных носителей заряда были теми семенами, из которых выросла полупроводниковая электроника, то гетероструктуры давали возможность решить значительно более общую проблему управления фундаментальными параметрами полупроводниковых кристаллов и приборов, такими, как ширина запрещённой зоны, эффективные массы носителей заряда и их подвижности, показатель преломления, электронный энергетический спектр и т.д.

Идея полупроводниковых лазеров на p–n -переходе, экспериментальное наблюдение эффективной излучательной рекомбинации в p–n -структуре на основе GaAs с возможностью стимулированного излучения и создание лазеров и светоизлучающих диодов на p–n -переходах были теми зёрнами, из которых начала расти полупроводниковая оптоэлектроника.

В 1967 г. Жорес Иванович был избран заведующим сектором ФТИ. Тогда же он впервые побывал в короткой научной командировке в Англии, где обсуждались лишь теоретические аспекты физики гетероструктур, поскольку английские коллеги считали экспериментальные исследования неперспективными. Хотя в великолепно оборудованных лабораториях имелись все возможности для экспериментальных исследований, англичане даже не задумывались о том, что они могут сделать. Жорес Иванович со спокойной совестью тратил время для ознакомления с архитектурными и художественниками памятниками в Лондоне. Нельзя было вернуться и без свадебных подарков, поэтому пришлось посетить «музеи материальной культуры» – роскошные по сравнению с советскими западные магазины.

Невестой была Тамара Дарская, дочь актёра Воронежского театра музыкальной комедии Георгия Дарского. Она работала в Химках под Москвой в космической фирме академика В.П.Глушко. Свадьба состоялась в ресторане «Крыша» в гостинице «Европейская» – в то время это было вполне по карману кандидату наук. Семейный бюджет позволял и еженедельные полёты по маршруту Ленинград–Москва и обратно (даже студент на стипендию мог раз-другой в месяц слетать на самолёте Ту-104, поскольку билет стоил всего 11 рублей при тогдашнем официальном курсе 65 копеек за доллар). Через полгода супруги всё-таки решили, что Тамаре Георгиевне лучше переехать в Ленинград.

И уже в 1968 г. на одном из этажей «полимерного» корпуса Физтеха, где в эти годы располагалась лаборатория В.М.Тучкевича, «загенерил» первый в мире гетеролазер. После этого Ж.И.Алфёров сказал Б.П.Захарчене: «Боря, я гетеропереходирую всю полупроводниковую микроэлектронику!» В 1968–1969 гг. группой Ж.И.Алфёрова были практически реализованы все основные идеи управления электронными и световыми потоками в классических гетероструктурах на основе системы GaAs–AlAs и показаны преимущества гетероструктур в полупроводниковых приборах (лазерах, светодиодах, солнечных батареях и транзисторах). Важнейшим было, конечно, создание низкопороговых, работающих при комнатной температуре лазеров на двойной гетероструктуре, предложенной Ж.И.Алфёровым ещё в 1963 г. Американские конкуренты (М.Б.Паниш и И.Хаяши из Bell Telephone , Г.Крессель из RCA ), знавшие о потенциальных преимуществах двойных гетероструктур, не отважились на их реализацию и использовали в лазерах гомоструктуры. С 1968 г. реально началось очень жёсткое соревнование, прежде всего с тремя лабораториями известных американских фирм: Bell Telephone , IBM и RCA .

Доклад Ж.И.Алфёрова на Международной конференции по люминесценции в Ньюарке (США) в августе 1969 г., в котором приводились параметры низкопороговых, работающих при комнатной температуре лазеров на двойных гетероструктурах, произвёл на американских коллег впечатление разорвавшейся бомбы. Профессор Я.Панков из RCA, только что, за полчаса до доклада, сообщивший Жоресу Ивановичу, что, к сожалению, для его визита на фирму нет разрешения, сразу после доклада обнаружил, что оно получено. Ж.И.Алфёров не отказал себе в удовольствии ответить, что теперь у него нет времени, поскольку IBM и Bell Telephone уже пригласили посетить их лаборатории ещё до доклада. После этого, как писал И.Хаяши, в Bell Telephone удвоили усилия по разработке лазеров на двойных гетероструктурах.

Семинар в Bell Telephone , осмотр лабораторий и дискуссия (а американские коллеги явно не скрывали, в расчёте на взаимность, технологические детали, конструкции и приспособления) довольно чётко показали достоинства и недочёты разработок ЛФТИ. Наступившее вскоре соперничество за достижение непрерывного режима работы лазеров при комнатной температуре было редким в то время примером открытого соревнования лабораторий из двух антагонистических великих держав. Ж.И.Алфёров с сотрудниками выиграли это соревнование, опередив на месяц группу М.Паниша из Bell Telephone !

В 1970 г. Ж.И.Алфёров и его сотрудники Ефим Портной, Дмитрий Третьяков, Дмитрий Гарбузов, Вячеслав Андреев, Владимир Корольков создали первый полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. Независимо о непрерывном режиме лазерной генерации в лазерах на двойных гетероструктурах (с алмазным теплоотводом) Ицуо Хаяши и Мортон Паниш сообщили в статье, направленной в печать лишь на месяц позже. Непрерывный режим лазерной генерации в Физтехе был реализован в лазерах с полосковой геометрией, для создания которых использовалась фотолитография, при этом лазеры устанавливались на медных теплоотводах, покрытых серебром. Самая низкая плотность порогового тока при комнатной температуре составляла 940 А/см 2 для широких лазеров и 2,7 кА/см 2 для полосковых. Реализация такого режима генерации вызвала взрыв интереса. В начале 1971 г. многие университеты и промышленные лаборатории в США, СССР, Великобритании, Японии, Бразилии и Польше начали исследование гетероструктур и приборов на их основе.

Большой вклад в понимание электронных процессов в гетеролазерах внёс теоретик Рудольф Казаринов. Время генерации первого лазера было коротким. Жорес Иванович признавался, что его хватило ровно на столько, чтобы измерить параметры, необходимые для статьи. Продление срока службы лазеров было делом довольно трудным, но оно было успешно решено усилиями физиков и технологов. Теперь обладатели плееров с компакт-дисками в большинстве своём не подозревают, что звуковая и видеоинформация считывается полупроводниковым гетеролазером. Такие лазеры используются во многих оптоэлектронных устройствах, но в первую очередь – в устройствах волоконно-оптической связи и различных телекоммуникационных систем. Нашу жизнь трудно представить без гетероструктурных светодиодов и биполярных транзисторов, без малошумящих транзисторов с высокой подвижностью электронов для высокочастотных применений, включая, в частности, системы спутникового телевидения. Вслед за лазером на гетеропереходах были созданы многие другие приборы, вплоть до преобразователей солнечной энергии.

Значение получения непрерывного режима работы лазеров на двойных гетеропереходах при комнатной температуре прежде всего связано с тем, что в это же время было создано оптическое волокно с малыми потерями. Это привело к рождению и бурному развитию волоконно-оптических систем связи. В 1971 г. эти работы были отмечены присуждением Ж.И.Алфёрову первой международной награды – золотой медали Баллантайна Франклиновского института в США. Особая ценность этой медали, как отмечал Жорес Иванович, заключается в том, что Франклиновский институт в Филадельфии присуждал медали и другим советским учёным: в 1944 г. академику П.Л.Капице, в 1974 г. академику Н.Н.Боголюбову, а в 1981 г. академику А.Д.Сахарову. Попасть в такую компанию – большая честь.

Присуждение Жоресу Ивановичу медали Баллантайна имеет предысторию, связанную с его другом. Одним из первых физтеховцев в 1963 г. в США попал Б.П.Захарченя. Он облетел почти всю Америку, встретился с такими светилами, как Ричард Фейнман, Карл Андерсон, Лео Сциллард, Джон Бардин, Уильям Фэрбэнк, Артур Шавлов. В Иллинойсском университете Б.П.Захарченя познакомился с Ником Холоньяком, создателем первого эффективного светодиода на арсениде-фосфиде галлия, излучающего свет в видимой области спектра. Ник Холоньяк – один из крупнейших американских учёных, ученик Джона Бардина, единственного в мире дважды лауреата Нобелевской премии по одной специальности (физике). Недавно он получил премию как один из основателей нового направления в науке и технике – оптоэлектроники.

Ник Холоньяк родился в США, куда ещё до Октябрьской революции эмигрировал из Галиции его отец, простой шахтёр. Он блистательно окончил Иллинойсский университет, и его имя золотой прописью занесено на специальную «Доску почёта» этого университета. Б.П.Захарченя вспоминал: «Белоснежная рубашка, галстук-бабочка, короткая стрижка по моде 60-х годов и, наконец, спортивная фигура (он поднимал штангу) делали его типичным американцем. Это впечатление ещё более укреплялось, когда Ник говорил на своём родном американском языке. Но вдруг он переходил на язык своего отца, и от американского джентльмена ничего не оставалось. Это был не русский язык, но удивительная смесь русского с русинским (близким к украинскому), сдобренная солёными шахтёрскими шуточками и крепкими крестьянскими выражениями, усвоенными от родителей. При этом профессор Холоньяк очень заразительно смеялся, на глазах превращаясь в озорного русинского парня».

В том далёком 1963 г., показывая Б.П.Захарчене под микроскопом миниатюрный светодиод, ярко сиявший зелёным, профессор Холоньяк говорил: «Подивись, Борис, на мое свитло. Нэкс тайм скажи там у вашем институте, может, кто захоче приихати сюда до Иллинойссу из ваших хлопцев. Я буду учить его робыть таки свитла».

Слева направо: Ж.И.Алфёров, Джон Бардин, В.М.Тучкевич, Ник Холоньяк (Иллинойсский университет, Урбана, 1974 г.)

Через семь лет в лабораторию к Нику Холоньяку приехал Жорес Алфёров (будучи уже знакомым с ним, – в 1967 г. Холоньяк посещал лабораторию Алфёрова в физтехе). Жорес Иванович не был тем «хлопцем», которому нужно учиться «робытъ свитла». Сам мог научить. Его приезд был очень удачным: Франклиновский институт в это время как раз присуждал очередную медаль Баллантайна за лучшие работы по физике. Лазеры были в моде, а новый гетеролазер, сулящий огромные практические перспективы, привлёк особое внимание. Конкуренты были, но публикации группы Алфёрова были первыми. Поддержка работ советских физиков такими авторитетами, как Джон Бардин и Ник Холоньяк, наверняка повлияла на решение комиссии. Очень важно в любом деле оказаться в нужном месте и в нужное время. Не окажись тогда Жорес Иванович в Штатах, не исключено, что эта медаль досталась бы конкурентам, хотя первым-то был он. Известно, что «чины людьми даются, а люди могут обмануться». В эту историю было вовлечено много американских учёных, для которых доклады Алфёрова о первом лазере на двойной гетероструктуре были полной неожиданностью.

Алфёров и Холоньяк стали близкими друзьями. В процессе разнообразных контактов (визиты, письма, семинары, телефонные разговоры), играющих важную роль в работе и жизни каждого, они регулярно обсуждают проблемы физики полупроводников и электроники, а также жизненные аспекты.

Практически казавшаяся счастливым исключением гетероструктура Al x Ga 1–x As была в дальнейшем бесконечно расширена многокомпонентными твёрдыми растворами – сначала теоретически, затем экспериментально (самый яркий пример – InGaAsP).

Космическая станция «Мир» с солнечными батареями на основе гетероструктур

Одним из первых опытов успешного применения гетероструктур в нашей стране стало использование солнечных батарей в космических исследованиях. Солнечные батареи на основе гетероструктур были созданы Ж.И.Алфёровым и сотрудниками ещё в 1970 г. Технология была передана в НПО «Квант», и солнечные элементы на основе GaAlAs устанавливались на многих отечественных спутниках. Когда американцы опубликовали свои первые работы, советские солнечные батареи уже летали на спутниках. Было развёрнуто их промышленное производство, а их 15-летняя эксплуатация на станции «Мир» блестяще доказала преимущества этих структур в космосе. И хотя прогноз резкого снижения стоимости одного ватта электрической мощности на основе полупроводниковых солнечных батарей пока не оправдался, в космосе самым эффективным источником энергии доныне безусловно являются солнечные батареи на гетероструктуpax соединений A III B V .

Препятствий на пути Жореса Алфёрова хватало. Как водится, нашим спецслужбам 70-х гг. не нравились его многочисленные заграничные премии, и его пытались не пускать за границу на международные научные конференции. Появились завистники, пытавшиеся перехватить дело и оттереть Жореса Ивановича от славы и средств, необходимых для продолжения и совершенствования эксперимента. Но его предприимчивость, молниеносная реакция и ясный ум помогали преодолевать все эти препятствия. Сопутствовала и «госпожа Удача».

1972 г. был особенно счастливым. Ж.И.Алфёрову и его ученикам-коллегам В.М.Андрееву, Д.З.Гарбузову, В.И.Королькову и Д.Н.Третьякову была присуждена Ленинская премия. К сожалению, в силу сугубо формальных обстоятельств и министерских игр этой вполне заслуженной награды были лишены Р.Ф.Казаринов и Е.Л.Портной. В том же году Ж.И.Алфёров был избран в Академию наук СССР.

В день присуждения Ленинской премии Ж.И.Алфёров был в Москве и позвонил домой, чтобы сообщить об этом радостном событии, но телефон не отвечал. Он позвонил родителям (с 1963 г. они жили в Ленинграде) и радостно сообщил отцу, что его сын – лауреат Ленинской премии, а в ответ услышал: «Что твоя Ленинская премия? У нас внук родился!» Рождение Вани Алфёрова было, безусловно, самой большой радостью 1972 г.

Дальнейшее развитие полупроводниковых лазеров было связано также с созданием лазера с распределённой обратной связью, предложенного Ж.И.Алфёровым в 1971 г. и реализованного несколько лет спустя в ФТИ.

Идея стимулированного излучения в сверхрешётках, высказанная в это же время Р.Ф.Казариновым и Р.А.Сурисом, была реализована четверть века спустя в Bell Telephone . Исследования сверхрешёток, начатые Ж.И.Алфёровым и соавторами в 1970 г., к сожалению, бурно развивались только на Западе. Работы по квантовым ямам и короткопериодным сверхрешёткам в короткое время привели к рождению новой области квантовой физики твёрдого тела – физике низкоразмерных электронных систем. Апогеем этих работ в настоящее время являются исследования нуль-мерных структур – квантовых точек. Получили широкое признание работы в этом направлении, проводимые учениками Ж.И.Алфёрова уже второго и третьего поколений: П.С.Копьёвым, Н.Н.Леденцовым, В.М.Устиновым, С.В.Ивановым. Н.Н.Леденцов стал самым молодым членом-корреспондентом Российской академии наук.

Полупроводниковыми гетероструктурами, в особенности двойными, включая квантовые ямы, проволоки и точки, сейчас занимаются две трети исследовательских групп, работающих в области физики полупроводников.

В 1987 г. Ж.И.Алфёров был избран директором ФТИ, в 1989 г. – председателем президиума Ленинградского научного центра АН СССР, а в апреле 1990 г. – вице-президентом Академии наук СССР. Впоследствии на эти посты он был переизбран уже в Российской академии наук.

Главным для Ж.И.Алфёрова в последние годы было сохранение Академии наук как высшей и уникальной научной и образовательной структуры России. Её хотели уничтожить в 20-е гг. как «наследие тоталитарного царского режима», а в 90-е гг. – как «наследие тоталитарного советского режима». Для её сохранения Ж.И.Алфёров согласился пойти депутатом в Государственную думу последних трёх созывов. Он писал: «Ради этого великого дела мы шли иногда на компромиссы с властью, но не с совестью. Всё, что создало человечество, оно создало 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 в президента, а благодаря труду её народа, вере в знание, в науку, благодаря сохранению и развитию научного потенциала и образования». Телевизионные трансляции заседаний Государственной думы неоднократно свидетельствовали о недюжинном общественно-политическом темпераменте и горячей заинтересованности Ж.И.Алфёрова в процветании страны в целом и науки в частности.

Среди других научных наград Ж.И.Алфёрова отметим Хьюлет-Паккардовскую премию Европейского физического общества, Государственную премию СССР, медаль Велькера; премию Карпинского, учреждённую в ФРГ. Ж.И.Алфёров – действительный член Российской академии наук, иностранный член Национальной инженерной академии и Академии наук США, член многих других зарубежных академий.

Будучи вице-президентом Академии наук и депутатом Государственной думы, Ж.И.Алфёров не забывает, что как учёный он вырос в стенах знаменитого Физико-технического института, основанного в Петрограде в 1918 г. выдающимся российским физиком и организатором науки Абрамом Фёдоровичем Иоффе. Этот институт дал физической науке яркое созвездие всемирно известных учёных. Именно в Физтехе Н.Н.Семёновым были проведены исследования цепных реакций, удостоенные впоследствии Нобелевской премии. Здесь работали выдающиеся физики И.В.Курчатов, А.П.Александров, Ю.Б.Харитон и Б.П.Константинов, вклад которых в решение атомной проблемы в нашей стране невозможно переоценить. В Физтехе начинали свою научную деятельность талантливейшие экспериментаторы – нобелевский лауреат П.Л.Капица и Г.В.Курдюмов, физики-теоретики редчайшего дарования – Г.А.Годов, Я.Б.Зельдович и нобелевский лауреат Л.Д.Ландау. Название института всегда будет ассоциироваться с именами одного из основателей современной теории конденсированного состояния Я.И.Френкеля, блестящих экспериментаторов Е.Ф.Гросса и В.М.Тучкевича (на протяжении многих лет возглавлявшего институт).

Ж.И.Алфёров по мере сил содействует развитию Физтеха. При ФТИ была открыта Физико-техническая школа и продолжен процесс создания на базе института специализированных учебных кафедр. (Первая кафедра такого рода – кафедра оптоэлектроники – была создана в ЛЭТИ ещё в 1973 г.) На основе уже существующей и вновь организованных базовых кафедр в Политехническом институте в 1988 г. был создан физико-технический факультет. Развитие академической системы образования в Санкт-Петербурге выразилось в создании медицинского факультета в Университете и комплексного Научно-образовательного центра ФТИ, объединившего школьников, студентов и учёных в одном прекрасном здании, которое можно с полным правом назвать Дворцом знаний. Используя возможности Государственной думы для широкого общения с влиятельными людьми, Ж.И.Алфёров «выбивал» деньги на создание Научно-образовательного центра из каждого премьер-министра (а они так часто меняются). Первый, наиболее существенный взнос сделал В.С.Черномырдин. Теперь огромное здание этого центра, построенного турецкими рабочими, красуется недалеко от Физтеха, наглядно показывая, на что способен предприимчивый человек, одержимый благородной идеей.

С детства Жорес Иванович приучен к выступлениям перед широкой аудиторией. Б.П.Захарченя вспоминает его рассказы о шумном успехе, который он снискал, читая с эстрады чуть ли не в дошкольном возрасте рассказ М.Зощенко «Аристократка»: «Я, братцы мои, не люблю баб, которые в шляпках. Ежели баба в шляпке, ежели чулочки на ней фильдекосовые...»

Десятилетним мальчиком Жорес Алфёров прочитал замечательную книгу Вениамина Каверина «Два капитана» и всю последующую жизнь следует принципу её главного героя Сани Григорьева: «Бороться и искать, найти и не сдаваться!»

Кто он – «вольный» или «свободный»?

Шведский король вручает Ж.И.Алфёрову Нобелевскую премию

Составил
В.В.РАНДОШКИН

по материалам:

Алфёров Ж.И. Физика и жизнь. – СПб.: Наука, 2000.

Алфёров Ж.И. Двойные гетероструктуры: Концепция и применения в физике, электронике и технологии. – Успехи физических наук, 2002, т. 172, № 9.

Наука и человечество. Международный ежегодник. – М., 1976.

Родился в Витебске в 1930 г. Имя получил в честь Жана Жореса, основателя газеты L’Humanite и лидера французской социалистической партии.

Окончил с золотой медалью школу и в 1952 году окончил факультет электронной техники Ленинградского электротехнического института им. В.И. Ульянова (ЛЭТИ).

С 1953 г. работал в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе, принимал участие в разработке первых отечественных транзисторов и силовых германиевых приборов. В 1970 г. защитил докторскую диссертацию, обобщив новый этап исследований гетеропереходов в полупроводниках. В 1971 г. был удостоен первой международной награды - золотой медали Стюарта Баллантайна Франклиновского института (США), получившей название малой нобелевской премии.

Королевская Академия Наук Швеции присудила Жоресу И. Алферову Нобелевскую премию по физике за 2000 год - за труды, заложившие основы современной информационной техники - за развитие полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов. Развитие волоконно-оптической связи, интернета, солнечной энергетики, мобильной телефонии, светодиодной и лазерной техники в значительной степени основано на исследованиях и открытиях Ж.И Алферова.

Так же выдающийся вклад Ж.И. Алферова отмечен многочисленными международными и отечественными премиями и наградами: Ленинской и Государственной премиями (СССР), золотой медалью Велькера (ФРГ), премией Киото (Япония), премией А.Ф. Иоффе, золотой медалью Попова (РАН), Государственной премией РФ, Демидовской премией, премией «Глобальная энергия» (Россия), премией и золотой медалью К. Бойера (США, 2013 г.) и множеством других.

Ж.И. Алферов избран почетным и иностранным членом более 30 зарубежных академий наук и научных обществ, в том числе национальных академий наук: Италии, Испании, Китая, Кореи и многих других. Единственный из российских ученых, кто одновременно был избран иностранным членом Национальной Академии наук США и Национальной инженерной академии наук США. Более 50 университетов из 20 стран избрали его почетным доктором и профессором.

Ж.И. Алферов - полный кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством», отмечен государственными наградами СССР, Украины, Белоруссии, Кубы, Франции, Китая.

С 1990 г. - вице-президент АН СССР, с 1991 г. - вице-президент РАН. Является одним из виднейших организаторов академической науки в России и активным сторонником создания образовательных центров на базе ведущих институтов РАН. В 1973 году при ФТИ им была создана первая базовая кафедра оптоэлектроники в ЛЭТИ. Был директором (1987-2003 г.) и научным руководителем (2003-2006 г.) ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, а с 1988 г. деканом созданного им Физико-технического факультета Ленинградского политехнического института (ЛПИ). В 2002 г. создал Академический физико-технологический университет - первое высшее учебное заведение, входящее в систему РАН. В 2009 г. к университету был присоединён созданный им в 1987 г. на базе ФТИ Лицей «Физико-техническая школа» и Научный центр нанотехнологий и организован Санкт-Петербургский академический университет - научно-образовательным центр нанотехнологий РАН (в 2010 г. получил статус Национального исследовательского университета), в котором стал ректором. Создал собственную научную школу: среди его учеников более 50 кандидатов, десятки докторов наук, 7 членов-корреспондентов РАН. С 2010 г. - сопредседатель вместе с Нобелевским лауреатом Роджером Корнбергом (США) Научно-консультативного совета фонда «Сколково».

В феврале 2001 г. создал Фонд поддержки образования и науки (Алферовский фонд), вложив в него значительную часть своей Нобелевской премии. Первая благотворительная программа фонда - «Установление пожизненной материальной помощи вдовам академиков и членов-корреспондентов РАН, работавших в Санкт-Петербурге». Фонд учредил стипендии учащимся российских школ и лицеев, студентам и аспирантам вузов, премии и гранты молодым ученым. В ряде стран находятся представительства и самостоятельные фонды поддержки образования и науки, учрежденные Ж.И. Алферовым и созданные при его содействии: в Республике Беларусь, в Казахстане, в Италии, на Украине, в Азербайджане.

российский физик, лауреат Нобелевской премии 2000 года. р. 1930

Жорес Иванович Алфёров родился в белорусско-еврейской семье Ивана Карповича Алфёрова и Анны Владимировны Розенблюм в белорусском городе Витебске. Имя получил в честь Жана Жореса, международного борца против войны, основателя газеты «Юманите». После 1935 года семейство переехало на Урал, где отец работал директором целлюлозно-бумажного завода. Там Жорес учился с пятого по восьмой класс. 9 мая 1945 года Иван Карпович Алфёров получил направление в Минск, где Жорес окончил среднюю школу с золотой медалью. По совету учителя физики поехал поступать в Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина), куда был принят без экзаменов. Он учился на факультете электронной техники.

Со студенческих лет Алфёров участвовал в научных исследованиях. На третьем курсе он пошел трудиться в вакуумную лабораторию профессора Б.П. Козырева. Там он начал экспериментальную работу под руководством Н.Н. Созиной. 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 первой половине 50-х годов перед институтом была поставлена проблема создать отечественные полупроводниковые приборы для внедрения в отечественную индустрию. Перед лабораторией, в которой Алфёров работал младшим научным сотрудником, стояла задача: приобретение монокристаллов чистого германия и создание на его основе плоскостных диодов и триодов. Алфёров участвовал в разработке первых отечественных транзисторов и силовых германиевых приборов. За комплекс проведенных работ в 1959 году он получил первую правительственную награду, в 1961 году им была защищена кандидатская диссертация.

Будучи кандидатом физико-математических наук, Алфёров мог перейти к разработке собственной темы. В те годы была высказана мысль использования в полупроводниковой технике гетеропереходов. Создание совершенных структур на их основе могло привести к качественному скачку в физике и технике. Однако попытки реализовать приборы на гетеропереходах не давали практических результатов. Причина неудач крылась в трудности создания близкого к идеальному перехода, выявлении и получении необходимых гетеропар. Во многих журнальных публикациях и на различных научных конференциях неоднократно говорилось о бесперспективности проведения работ в этом направлении.

Алфёров продолжал технологические исследования. В основу их им были положены эпитаксиальные методы, позволяющие влиять на фундаментальные параметры полупроводника: ширина запрещенной зоны, размерность электронного сродства, эффективная масса носителей тока, показатель преломления внутри единого монокристалла. Ж.И. Алфёров с сотрудниками создали не только гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, но 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 еще и кардинально улучшить параметры большинства известных полупроводниковых приборов и сформировать принципиально новые, в особенности перспективные для применения в оптической и квантовой электронике. Новый период исследований гетеропереходов в полупроводниках Жорес Иванович обобщил в докторской диссертации, которую защитил в 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. В 1972 году следует самая высокая награда СССР – Ленинская премия.

С использованием технологии Алфёрова в России (впервые в мире) было организовано изготовление 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 работ Алфёрова и его сотрудников созданы полупроводниковые лазеры, работающие в широкой спектральной области. Они нашли широкое использование в качестве источников излучения в волоконно-оптических линиях связи повышенной дальности.

С начала 1990-х годов Алфёров занимался исследованием 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. Исследования Ж.И. Алфёрова заложили основы принципиально новой электроники на основе гетероструктур с широким диапазоном применения, известной ныне как «зонная инженерия».

В 1972 году Алфёров стал профессором, а через год – заведующим базовой кафедрой оптоэлектроники ЛЭТИ. С 1987 по май 2003 года – директор ФТИ им. А.Ф. Иоффе, с мая 2003 по июль 2006 года – научный руководитель. С момента основания в 1988 году декан физико-технического факультета СПбГПУ.

В 1990–1991 годах – вице-президент АН СССР, председатель Президиума Ленинградского научного центра. Академик АН СССР (1979 год), затем РАН, почётный академик Российской академии образования. Главный редактор «Писем в Журнал технической физики». Был главным редактором журнала «Физика и техника полупроводников».

10 октября 2000 года по всем программам российского телевидения сообщили о присуждении Ж.И. Алфёрову Нобелевской премии по физике за 2000 год за развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники. Современные информационные системы должны отвечать двум основополагающим требованиям: быть скоростными, чтобы громадный 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 таковой современной техники. Они открыли и развили быстрые опто– и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых гетероструктур. На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие диоды, используемые в дисплеях, лампах тормозного освещения в автомобилях и светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые обширно используются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.

С 2003 года Алфёров председатель научно-образовательного комплекса «Санкт-Петербургский физико-технический научно-образовательный центр» РАН. Часть своей Нобелевской премии Алфёров отдал на развитие научно-образовательного центра физико-технического института. «В центр приходят еще школьниками, учатся по углубленной программе, потом – институт, аспирантура, академическое образование, – рассказывает член президиума РАН, академик, директор Института радиотехники и электроники Юрий Гуляев. – Когда из страны валом начали уезжать ученые, а выпускники школ почти поголовно стали предпочитать бизнес образованию и науке – возникла страшная опасность, что знания старшего поколения ученых некому будет передать. Алфёров нашел выход и буквально совершил подвиг, создав эту своего рода теплицу для будущих ученых».

22 июля 2007 года было опубликовано «Письмо десяти академиков» («письмо десяти» или «письмо академиков») – открытое письмо десяти академиков РАН (Е. Александрова, Ж. Алфёрова, Г. Абелева, Л. Баркова, А. Воробьёва, В. Гинзбурга, С. Инге-Вечтомова, Э. Круглякова, М. Садовского, А. Черепащука) «Политика РПЦ МП: консолидация или развал страны?» Президенту России В. В. Путину. В письме выражена обеспокоенность «все возрастающей клерикализацией российского общества, активным проникновением церкви во все сферы общественной жизни», в частности в систему государственного образования. «Верить или не верить в Бога – дело совести и убеждений отдельного человека, – пишут академики. – Мы уважаем чувства верующих и не ставим своей целью борьбу с религией. Но мы не можем оставаться равнодушными, когда предпринимаются попытки подвергнуть сомнению научное Знание, вытравить из образования материалистическое видение мира, подменить знания, накопленные наукой, верой. Не следует забывать, что провозглашенный государством курс на инновационное развитие может быть осуществлён лишь в том случае, если школы и вузы вооружат молодых людей знаниями, добытыми современной наукой. Никакой альтернативы этим знаниям не существует».

Письмо вызвало огромную реакцию во всем обществе. Министр образования заявил: «Письмо академиков сыграло положительную роль, поскольку вызвало широкую общественную дискуссию, ряд представителей РПЦ придерживается такого же мнения». 13 сентября 2007 года президент России В.В. Путин заявил, что изучение в государственных школах предметов религиозной тематики нельзя делать обязательным, ибо это противоречит российской конституции.

В феврале 2008 года было опубликовано Открытое письмо представителей научной общественности к президенту РФ в связи с планами введения в школах курса «Основы православной культуры» (ОПК). К середине апреля письмо подписали более 1700 человек, из которых более 1100 имеют ученые степени (кандидаты и доктора наук). Позиция подписавшихся сводится к следующему: введение ОПК неизбежно приведет к конфликтам в школах на религиозной почве; для реализации «культурных прав» верующих нужно использовать не общеобразовательные, а уже имеющиеся в достаточных количествах воскресные школы; теология, она же богословие, не является научной дисциплиной.

С 2010 года – сопредседатель Консультативного научного Совета фонда «Сколково». Инновационный центр «Сколково» (российская «Кремниевая долина») – строящийся современный научно-технологический комплекс по разработке и коммерциализации новых технологий. В составе фонда «Сколково» существует пять кластеров, соответствующих пяти направлениям развития инновационных технологий: кластер биомедицинских технологий, кластер энергоэффективных технологий, кластер информационных и компьютерных технологий, кластер космических технологий и кластер ядерных технологий.

С 2011 – депутат Государственной думы Федерального собрания РФ 6 созыва от партии КПРФ.

Учредил Фонд поддержки образования и науки для поддержки талантливой учащейся молодёжи, содействия её профессиональному росту, поощрения творческой активности в проведении научных исследований в приоритетных областях науки. Первый вклад в Фонд был сделан Жоресом Алфёровым из средств Нобелевской премии.

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».

Жорес Иванович Алферов (род. 15 марта 1930 г.) - выдающийся русский ученый-физик, лауреат Нобелевской премии 2000 года.

До этого дня российским ученым принадлежало восемь Нобелевских премий, столько же, например, сколько и датчанам (Николай Семёнов – премия по химии за 1956 г.; Илья Франк, Игорь Тамм, Павел Черенков – премия по физике за 1958 г.; Лев Ландау – 1962 г.; Александр Прохоров, Николай Басов – 1964 г.; Петр Капица – 1978 г.). И вот – успех Алфёрова.

Правда, и тут не обошлось не то чтобы без ложки дегтя, но не без маленькой психологической занозы: приз в 1 млн долларов Жорес Иванович в паре с Хербертом Кроемером разделит пополам с Джеком Килби. По решению Нобелевского комитета Алфёров и Килби удостоены Нобелевской премии (одной на двоих) за «работы по получению полупроводниковых структур, которые могут быть использованы для сверхбыстрых компьютеров». (Любопытно, что так же пришлось поделить Нобелевскую премию по физике за 1958 г. между советскими физиками Павлом Черенковым и Ильей Франком и за 1964 г. – между опять-таки советскими физиками Александром Прохоровым и Николаем Басовым.) Еще один американец, сотрудник корпорации «Техас Инструментс» Джек Килби, удостоен награды за работы в области интегральных схем.

Итак, кто же он, новый российский нобелевский лауреат?

Жорес Иванович Алфёров родился в белорусском городе Витебске. После 1935 года семья переехала на Урал. В г. Туринске А. учился в школе с пятого по восьмой классы. 9 мая 1945 года его отец, Иван Карпович Алфёров, получил назначение в Минск, где А. 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 А. пошел работать в вакуумную лабораторию профессора Б.П. Козырева. Там он начал экспериментальную работу под руководством Наталии Николаевны Созиной. Со студенческих лет А. привлекал к участию в научных исследованиях других студентов. Так, в 1950 году полупроводники стали главным делом его жизни.

В 1953 году, после окончания ЛЭТИ, А. 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 А. были разработаны первые отечественные транзисторы и силовые германиевые приборы За комплекс проведенных работ в 1959 году А. 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...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».

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.

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.

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.

Учитель, воспитай ученика...

В 1973 году А., 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.

На том стоит и стоять будет русская земля...

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!

Наш лауреат 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».