Опубликовать ОпубликоватьРеферат на тему:
Жоре́с Ива́нович Алфёров (род. 15 марта 1930, Витебск, Белорусская ССР, СССР) — советский и российский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2000 года за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов, академик РАН, почётный член Национальной Академии наук Азербайджана (с 2004 года)[1], иностранный член Национальной академии наук Белоруссии[2]. Его исследование сыграло большую роль в информатике. Депутат Госдумы РФ от КПРФ, являлся инициатором учреждения в 2002 году премии «Глобальная энергия», до 2006 года возглавлял Международный комитет по её присуждению. Является ректором-организатором нового Академического университета.
Родился в белорусско-еврейской семье Ивана Карповича Алфёрова и Анны Владимировны Розенблюм.[3] Отец будущего учёного родился в Чашниках, мать происходила из местечка Крайск (ныне Логойский район Минской области Белоруссии). Имя получил в честь Жана Жореса. Довоенные годы провёл в Сталинграде, Новосибирске, Барнауле и Сясьстрое.
Во время Великой Отечественной войны семья Алфёровых переехала в Туринск (Свердловская область), где его отец работал директором целлюлозно-бумажного завода, и после её окончания в разрушенный войной Минск.[4] Старший брат — Маркс Иванович Алфёров (1924—1944) — погиб на фронте. Окончил с золотой медалью среднюю школу № 42 в Минске и по совету учителя физики Якова Борисовича Мельцерзона поехал поступать в Ленинград, в ЛЭТИ. В 1952 году окончил факультет электронной техники Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ульянова(Ленина) (ЛЭТИ), куда был принят без экзаменов.
С 1953 года работал в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе, где был младшим научным сотрудником в лаборатории В. М. Тучкевича и принимал участие в разработке первых отечественных транзисторов и силовых германиевых приборов[4]. Кандидат физико-математических наук (1961). В 1970 году Алфёров защитил диссертацию, обобщив новый этап исследований гетеропереходов в полупроводниках, и получил степень доктора физико-математических наук. В 1972 году Алфёров стал профессором, а через год — заведующим базовой кафедрой оптоэлектроники ЛЭТИ. С начала 1990-х годов Алфёров занимался исследованием свойств наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек. С 1987 по май 2003 года — директор ФТИ им. А. Ф. Иоффе, с мая 2003 по июль 2006 года — научный руководитель.
В 1990—1991 годах — вице-президент АН СССР, председатель Президиума Ленинградского научного центра. С 2003 года — председатель Научно-образовательного комплекса «Санкт-Петербургский физико-технический научно-образовательный центр» РАН. Академик АН СССР (1979), затем РАН, почётный академик Российской академии образования. Вице-президент РАН, председатель президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН. Главный редактор «Писем в Журнал технической физики».
В 2008 году принял участие в подготовке издания второй книги из серии «Автограф века». Был главным редактором журнала «Физика и техника полупроводников», членом редакционной коллегии журнала «Поверхность: Физика, химия, механика», членом редакционной коллегии журнала «Наука и жизнь».
5 апреля 2010 года объявлено о том, что Алфёров назначен научным руководителем инновационного центра в Сколково[5].
Автор более пятисот научных работ, трёх монографий и пятидесяти изобретений.
Ж. И. Алфёров и В. В. Путин
Полный кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством»:
2001 год
Категории: Персоналии по алфавиту, Родившиеся 15 марта, Учёные по алфавиту, Кавалеры ордена Ленина, Кавалеры ордена Трудового Красного Знамени, Кавалеры ордена Октябрьской Революции, Кавалеры ордена Знак Почёта, Родившиеся в 1930 году, Лауреаты Ленинской премии, Кавалеры ордена За заслуги перед Отечеством 1 степени, Кавалеры ордена Франциска Скорины, Кавалеры ордена За заслуги перед Отечеством 4 степени, Кавалеры ордена князя Ярослава Мудрого 5 степени, Кавалеры ордена За заслуги перед Отечеством 2 степени, Кавалеры ордена За заслуги перед Отечеством 3 степени, Действительные члены АН СССР, Действительные члены РАН, Доктора физико-математических наук, Лауреаты Нобелевской премии по алфавиту, Родившиеся в Витебске.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.www.wreferat.baza-referat.ru
АЛФЁРОВ ЖОРЕС ИВАНОВИЧ
(р. в 1930 г.)
Знаменитый советский и российский ученый Жорес Иванович Алфёров родился 15 марта 1930 года в городе Витебске (тогда еще в Белорусской ССР).
Его родители были коренными белорусами. Отец будущего ученого, Иван Карпович Алфёров, сменил множество профессий.
Во время Первой мировой войны он воевал, был гусаром, унтер-офицером лейб-гвардии. За свою храбрость был представлен к награждению, став дважды Георгиевским кавалером.
В сентябре 1917 года старший Алфёров вступил в партию большевиков, а спустя некоторое время перешел на хозяйственную работу. С 1935 года отец Жореса занимал различные руководящие должности на военных заводах СССР. Он работал директором завода, комбината, начальником треста. Из-за специфики работы отца семья часто переезжала с места на место. Маленькому Алфёрову довелось увидеть Сталинград, Новосибирск, Барнаул, Сясьстрой под Ленинградом, Туринск Свердловской области, полуразрушенный Минск.
Мать мальчика, Анна Владимировна, работала в библиотеке, в отделе кадров, а большую часть времени была домохозяйкой.
Родители будущего ученого были заядлыми коммунистами. Своего старшего сына они назвали Марксом (в честь Карла Маркса), а младший получил имя Жорес (в честь Жана Жореса, основателя французской социалистической партии, идеолога и основателя газеты «Юманите»).
Детские воспоминания Жореса часто связаны с его старшим братом. Маркс помогал мальчику в учебе, никогда не давал его в обиду. После окончания школы и нескольких месяцев учебы в Уральском индустриальном институте он бросил все и ушел на фронт – защищать Родину. В возрасте 20 лет младший лейтенант Маркс Алфёров был убит.
Начальное образования Жорес получил в Сясьстрое. 9 мая 1945 года отец мальчика получил назначение в Минск, куда вскоре переехала и семья. В Минске Жореса определили учиться в единственную не разрушенную в городе 42-ю среднюю школу, которую он окончил в 1948 году с золотой медалью.
Учителем физики в 42-й школе был знаменитый Я. Б. Мельцерзон. Несмотря на отсутствие физического кабинета, преподавателю удалось привить любовь и интерес школьников к своему предмету. Заметив талантливого мальчика, Яков Борисович всячески помогал ему в учебе. После окончания школы учитель порекомендовал Алфёрову ехать в Ленинград и поступать в Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ленина (ЛЭТИ).
На молодого Алфёрова физические уроки действовали магнетически. Особенно его заинтересовал рассказ учителя о работе катодного осциллографа и принципах радиолокации, так что мальчик после школы уже твердо знал, кем он хочет быть. Он поступил в ЛЭТИ на специальность «электровакуумная техника» факультета электронной техники (ФЭТ). В то время институт был одним из «пилотных» вузов в области отечественной электроники и радиотехники.
На третьем курсе способного студента взяли на работу в вакуумную лабораторию профессора Б. П. Козырева, где молодой Алфёров начал свою первую экспериментальную работу под руководством Натальи Николаевны Созиной. Позже Алфёров очень тепло отзывался о своем первом научном руководителе. Незадолго до прихода в институт Жореса она сама защитила диссертационную работу по исследованию полупроводниковых фотоприемников в инфракрасной области спектра и всячески помогала в исследованиях Жореса Алфёрова.
Атмосфера в лаборатории, процесс исследования очень нравились студенту, и он решил стать профессиональным физиком. Особенно Жореса заинтересовало изучение полупроводников. Под руководством Созиной Алфёров написал дипломную работу, посвященную получению пленок и исследованию фотопроводимости теллурида висмута.
В 1952 году Алфёров окончил ЛЭТИ и решил продолжить научные исследования в заинтересовавшей его области физики. При распределении выпускников на работу Алфёрову улыбнулась удача: он отказался остаться в ЛЭТИ и был принят в Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (ЛФТИ).
В то время настольной книгой молодого ученого была монография Абрама Федоровича Иоффе «Основные представления современной физики». Распределение в Физтех было одним из самых счастливых моментов в жизни знаменитого ученого, определившее его дальнейший путь в науке.
К моменту прихода молодого специалиста в институт светило советской науки, директор ЛФТИ Абрам Федорович Иоффе уже ушел со своего поста. «Под Иоффе» была образована лаборатория полупроводников при Президиуме АН СССР, куда выдающийся ученый пристроил почти всех лучших физиков – исследователей полупроводниковой области. Молодому ученому повезло во второй раз – он был откомандирован в эту лабораторию.
Великий А. Ф. Иоффе был пионером полупроводниковой науки в целом и основоположником отечественных разработок в этой области. Именно благодаря ему Физтех стал центром полупроводниковой физики.
В 1930-е годы в Физтехе проводились различные исследования, ставшие фундаментальными основами новой области физики. Среди таких работ следует особенно выделить совместный труд Иоффе и Френкеля 1931 года, в котором ученые описали туннельный эффект в полупроводниках, а также работу Жузе и Курчатова по собственной и примесной проводимости полупроводников.
Однако после серии успешных работ Иоффе заинтересовался ядерной физикой, другие гениальные физики занимались иными близкими им областями науки, так что развитие физики полупроводников несколько замедлилось. Кто знает, как бы развивались дальше дела, если бы в 1947 году американским ученым не удалось добиться транзисторного эффекта на точечном транзисторе. В 1949 году уже был изготовлен первый транзистор с p-n-переходами.
В начале 1950-х годов советское правительство поставило институту конкретную задачу – разработать современные полупроводниковые приборы, которые можно было бы использовать в отечественной промышленности. Лаборатория полупроводников должна была получить монокристаллы чистого германия и на их основе создать плоскостные диоды и триоды. Способ массового промышленного производства транзисторов американские ученые предложили в ноябре 1952 года, теперь очередь была за советскими учеными.
Молодой ученый оказался в самом эпицентре научных разработок. Ему довелось участвовать в создании первых отечественных транзисторов, фотодиодов, мощных германиевых выпрямителей и т. д.
Задание советского правительства лаборатория Тучкевича выполнила на «отлично». Жорес Алфёров принимал активное участие в разработках. Уже 5 марта 1953 года он сделал первый транзистор, который справлялся с нагрузками и хорошо показал себя в работе. В 1959 году за комплекс проведенных работ Жорес Алфёров получил правительственную награду.
В 1960 году вместе с другими учеными Жорес отправился на международную конференцию по физике полупроводников в Прагу. Среди знаменитых ученых там присутствовали Абрам Иоффе и Джон Бардин, представитель знаменитой троицы Бардин – Шокли – Браттейн, создавшей в 1947 году первый транзистор. После посещения конференции Алфёров еще больше заинтересовался научными исследованиями.
В следующем году Жорес Алфёров защитил свою кандидатскую работу, посвященную созданию и исследованию мощных германиевых и частично кремниевых выпрямителей, и был удостоен степени кандидата технических наук. Фактически эта работа подвела итог его десятилетних исследований в данной области науки.
Особенных раздумий, какую область физики выбрать для дальнейших исследований, у него не было – он уже серьезно работал над получением полупроводниковых гетероструктур и исследованием гетеропереходов. Алфёров понимал, что если ему удастся создать совершенную структуру – это будет настоящий скачок в физике полупроводников.
В то время сформировалась отечественная силовая полупроводниковая электроника. Долгое время ученым не удавалось разработать приборы, основанные на гетеропереходах, из-за трудности создания перехода, близкого к идеальному.
Алфёров показал, что в таких разновидностях p-n-переходов, как р-i-n, р-n-n+ в полупроводниковых гомоструктурах, при рабочих плотностях тока, ток в пропускном направлении определяется рекомбинацией в сильно легированных р и n(n+) областях структур. При этом средняя i(n) область гомоструктуры не является главной.
При работе над полупроводниковым лазером молодой ученый предложил использовать преимущества двойной гетероструктуры типа p-i-n (р-n-n+, n-p-p+). Заявка на авторское свидетельство Алфёрова была засекречена, гриф секретности был снят только после того, как американский ученый Кремер опубликовал подобные выводы.
В возрасте 30 лет Алфёров уже был одним из ведущих специалистов в области полупроводниковой физики в Советском Союзе. В 1964 году его пригласили принять участие в международной конференции по физике полупроводников, проводившейся в Париже.
Через два года Жорес Алфёров сформулировал общие принципы управления электронными и световыми потоками в гетероструктурах.
В 1967 году Алфёров был избран заведующим лабораторией ЛФТИ. Работа над исследованиями гетероструктур шла полным ходом. Советские ученые пришли к выводу, что реализовать основные преимущества гетероструктуры возможно лишь после получения гетероструктуры типа AlxGa1-xAs.
В 1968 году стало ясно, что не одни советские физики работают над этим исследованием гетероструктур. Оказалось, что Алфёров и его команда всего лишь на месяц опередили исследователей из лаборатории IBM в своем открытии гетероструктуры типа AlxGa1-xAs. Кроме IBM в исследовательской гонке приняли участие такие монстры электроники и полупроводниковой физики, как компании Bell Telephone и RCA.
В лаборатории Н. А. Горюновой удалось подобрать новый вариант гетероструктуры – тройное соединение AlGaAs, что позволило определить популярную на сегодня в электронном мире гетеропару GaAs/AlGaAs.
К концу 1969 года советские ученые во главе с Алфёровым реализовали практически все возможные идеи управления электронными и световыми потоками в классических гетероструктурах на основе системы арсенид галлия – арсенид алюминия.
Кроме создания гетероструктуры, близкой по своим свойствам к идеальной модели, группа ученых под руководством Алфёрова создала первый в мире полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. Конкуренты из Bell Telephone и RCA предложили лишь более слабые варианты, базирующиеся на использовании в лазерах одиночной гетероструктуры pAlGaAs-pGaAs.
В августе 1969 года Алфёров совершил первую свою поездку в США на Международную конференцию по люминесценции в Ньюарке, штат Делавер. Ученый не отказал себе в удовольствии и выступил с докладом, в котором упомянул характеристики созданных лазеров на основе AlGaAs. Эффект от доклада Алфёрова превысил все ожидания – американцы намного отстали в своих исследованиях, и только специалисты из Bell Telephone спустя несколько месяцев повторили успех советских ученых.
На основе разработанной в 1970-х годах Алфёровым технологии высокоэффективных и радиационностойких солнечных элементов на основе гетероструктур AlGaAs/GaAs в Советском Союзе впервые в мире было организовано массовое производство гетероструктурных солнечных элементов для космических батарей. Когда подобные работы опубликовали американские ученые, советские батареи уже много лет использовались для различных целей. В частности, одна из таких батарей была установлена в 1986 году на космической станции «Мир». В течение многих лет эксплуатации она работала без существенного снижения мощности.
В 1970 году на основе идеальных переходов в многокомпонентных соединениях InGaAsP (предложенных Алфёровым) были сконструированы полупроводниковые лазеры, использующиеся, в частности, как источники излучения в волоконно-оптических линиях связи повышенной дальности.
В том же 1970 году Жорес Иванович Алфёров успешно защитил свою докторскую диссертацию, в которой обобщил исследования гетеропереходов в полупроводниках, преимущества использования гетероструктур в лазерах, солнечных батареях, транзисторах и т. д. За эту работу ученому была присуждена степень доктора физико-математических наук.
За небольшой срок Жорес Алфёров добился поистине феноменальных результатов. Его работы привели к бурному развитию волоконно-оптических систем связи. В следующем году ученому была присуждена первая международная награда – золотая медаль Баллантайна Франклиновского института в США (Филадельфия), которую в мире науки называют «малой Нобелевской премией». К 2001 году кроме Алфёрова аналогичной медалью были награждены только три советских физика – П. Капица, Н. Боголюбов и А. Сахаров.
В 1972 году ученый вместе со своими учениками-коллегами был удостоен Ленинской премии. В этом же году Жорес Иванович стал профессором Л ЭТИ, а в следующем – заведующим базовой кафедрой оптоэлектроники (ЭО) на факультете электронной техники ФТИ. В 1988 году Ж. И. Алфёров организовал в Санкт-Петербургском политехническом институте физико-технический факультет и стал его деканом.
Работы Алфёрова 90-х годов XX века были посвящены исследованиям свойств наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек.
10 октября 2000 года Нобелевский комитет по физике присудил Нобелевскую премию 2000 года Жоресу Ивановичу Алфёрову, Херберту Крёмеру и Джеку Килби за «их базовые работы в области информационных и коммуникационных систем». Конкретно Алфёров и Крёмер получили премию «за разработку полупроводниковых гетероструктур, которые используются в сверхбыстрых микроэлектронных компонентах и оптоволоконной связи».
Своими работами все три лауреата значительно ускорили развитие современной техники, в частности Алфёров и Крёмер открыли и разработали быстрые и надежные опто– и микроэлектронные компоненты, которые сегодня используются в самых различных областях.
Денежную премию в 1 млн долларов ученые разделили между собой в таких пропорциях: Джек Килби за свои работы в области интегральных схем получил половину премии, а другая половина была поровну разделена между Алфёровым и Крёмером.
В своей презентационной речи, произнесенной 10 декабря 2000 года, профессор Шведской королевской академии наук Торд Клесон проанализировал главные достижения трех великих ученых. Свою нобелевскую лекцию Алфёров прочитал 8 декабря 2000 года в Стокгольмском университете на отличном английском языке и без конспекта.
В 1967 году Жорес Алфёров женился на Тамаре Георгиевне Дарской, дочери известного актера. Его жена некоторое время работала под руководством академика В. П. Глушко в Москве. Влюбленные люди около полугода летали друг к другу из Москвы в Ленинград и обратно, пока Тамара не согласилась переехать в Ленинград.
В свободное от науки время ученый интересуется историей Второй мировой войны.
Уже в довольно позднем возрасте Алфёров начал свою карьеру политика. В 1989 году он был избран народным депутатом СССР, входил в Межрегиональную депутатскую группу. После развала Союза он не забросил свою политическую деятельность.
Осенью 1995 года знаменитый ученый был включен в качестве кандидата в общефедеральный список избирательного объединения «Всероссийское общественно-политическое движение “Наш дом – Россия”». По результатам голосования по общефедеральному округу он был избран депутатом российской Государственной думы второго созыва (с 1995 года), а через некоторое время стал членом комитета по образованию и науке (подкомитет по науке).
В 1997 году Алфёров был включен в состав Научного совета Совета безопасности Российской Федерации.
В 1999 году Жорес Иванович был избран депутатом Государственной думы РФ третьего созыва. Ученый был членом фракции КПРФ, наследницы КПСС, в которой Алфёров состоял с 1965 года по август 1991 года. Кроме того, ученый был членом бюро Ленинградского обкома КПСС в 1988–1990 годах, делегатом XXVII съезда КПСС.
В настоящее время Алфёров по-прежнему заядлый коммунист и атеист.
Из-под пера Алфёрова вышло более 350 научных статей, три фундаментальные научные монографии. Он имеет более 100 авторских свидетельств на изобретения. Ученый является главным редактором «Журнала технической физики».
В 1972 году Алфёров был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, в 1979 году – академиком, в 1990 году он стал вице-президентом АН СССР, в 1991 году – академиком Российской академии наук (РАН) и ныне является ее вице-президентом.
Параллельно Алфёров занимает должности председателя президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН (с 1989 года), директора Центра физики наногетероструктур, председателя Международного фонда им. М. В. Ломоносова для возрождения и развития фундаментальных исследований в области естественных и гуманитарных наук, члена бюро отделения физических наук РАН, члена секции общей физики и астрономии отделения физических наук РАН, директора физико-технического института РАН (с 1987 года).
На всех своих должностях Алфёров занимает активную позицию. Его рабочий график расписан на месяц вперед.
Кроме Нобелевской премии ученый был награжден различными медалями и премиями, среди которых стоит выделить золотую медаль им. Стюарта Баллантайна Франклиновского института (США, 1971), премию «Хьюлетт-Паккард» Европейского физического общества, Международную премию симпозиума по арсениду галлия (1987), золотую медаль X. Велькера (1987), премию им. А. Ф. Иоффе РАН (1996), Общенациональную неправительственную Демидовскую премию РФ (1999), премию Киото за передовые достижения в области электроники (2001).
Также ученый был удостоен Ленинской премии (1972), Государственной премии СССР (1984) и Государственной премии Российской Федерации (2002).
Жорес Алфёров награжден многими медалями и орденами СССР и Российской Федерации, среди которых орден «Знак Почета» (1958), орден Трудового Красного Знамени (1975), орден Октябрьской Революции (1980), орден Ленина (1986), медаль «За заслуги перед Отечеством» 3-й степени.
Нобелевский лауреат является активным и почетным членом различных научных обществ, академий и университетов, среди которых Национальная инженерная академии США (1990), Национальная академия наук США (1990), Академия науки и технологии Кореи (1995), Франклиновский институт (1971), Академия наук Республики Беларусь (1995), Гаванский университет (1987), Оптическое общество США (1997), Санкт-Петербургский гуманитарный университет профсоюзов (1998).
В 2005 году на территории Санкт-Петербургского гуманитарного университета профсоюзов был установлен бронзовый бюст Жореса Алфёрова. Прижизненное открытие бюста было приурочено к 75-летнему юбилею ученого.
Знаменитый ученый является учредителем Фонда поддержки образования и науки для поддержки талантливой учащейся молодежи, содействия ее профессиональному росту, поощрения творческой активности в проведении научных исследований в приоритетных областях науки. Алфёров первым сделал вклад в Фонд, использовав часть средств своей Нобелевской премии.
В своей автобиографии, подготовленной для нобелевского сайта, ученый вспоминает прекрасную книгу Каверина «Два капитана», которую он прочитал еще 10-летним мальчиком. С того времени он всю жизнь следует жизненным принципам одного из главных героев книги Сани Григорьева: «Бороться и искать, найти и не сдаваться».
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
history.wikireading.ru
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО»
Кафедра оптики и биофотоники
РЕФЕРАТ
Саратов 2013
Оглавление.
1. Введение
2. Биография Жореса Алферова
3. Нобелевская премия
4. Гетероструктура
5.Польза и вред нобелевского открытия
6. Вывод.
8. Список использованной литературы.
В науке нет откровения, нет постоянных догматов;
всё в ней, напротив того, движется и совершенствуется.
А. И. Герцен
1.ВВЕДЕНИЕ
В наше время знание основ физики необходимо каждому, чтобы иметь правильное
представление об окружающем мире – от свойств элементарных частиц до эволюции
Вселенной. Тем же, кто решил связать свою будущую профессию с физикой, изучение
этой науки поможет сделать первые шаги на пути к овладению профессией. Мы
можем узнать, как даже абстрактные на первый взгляд физические исследования
рождали новые области техники, давали толчок развитию промышленности и привели
к тому, что принято называть НТР. Успехи ядерной физики, теории твердого тела,
электродинамики, статистической физики, квантовой механики определили облик
техники конца ХХ века, такие ее направления, как лазерная техника, ядерная
энергетика, электроника. Разве можно представить себе в наше время какие-нибудь
области науки и техники без электронных вычислительных машин? Многим из нас
после окончания школы доведется работать в одной из этих областей, и кем бы мы
ни стали – квалифицированными рабочими, лаборантами, техниками, инженерами,
врачами, космонавтами, биологами, археологами, - знание физики поможет нам
лучше овладеть своей профессией.
Я не уверен даже, что в ХХI веке удастся освоить
«термояд» или, скажем, победить рак.
Борис Стругацкий,
Писатель
Жорес Алферов родился 15 марта 1930 года в Белоруссии в городе Витебске. Необычное имя - Жорес отец, старый большевик, дал ему в честь Жана Жореса, основателя Французской социалистической партии. Детство, война, школа, Победа... В 1953г. выпускник факультета электроники Ленинградского электротехнического института имени В. И. Ленина стал младшим научным сотрудником Физико-технологического института АН СССР имени А. Ф. Иоффе. С первых дней работы молодой ученый принял участие в работах по традиционной для института тематике - физике полупроводников. В начале 1950-х шли активные исследования полупроводниковых устройств - транзисторов, созданных в 1949 г. в США Дж. Бардиным, У.Браттейном и У.Б. Шокли. Одновременно проводились интенсивное изучение свойств полупроводников. Вот тут-то и встали проблемы очистки полупроводников и их легирования. Кандидатская диссертация Жореса Алферова, защищенная в 1961 г., и была посвящена способам получения сверхчистых германиевых и кремниевых выпрямителей .
В 1970 году защитил по результатам исследований гетеропереходов в полупроводниках диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. В 1972 году был избран членом-корреспондентом, в 1979-м – действительным членом Академии наук СССР. С 1987 года – директор Физико-технического института АН СССР. Главный редактор журнала «Физика и техника полупроводников».
Ж. Алферов – автор фундаментальных работ в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов, полупроводниковой и квантовой электроники. При его активном участии были созданы первые отечественные транзисторы и мощные германиевые выпрямители.
Основоположник нового направления в физике полупроводников полупроводниковой электронике – полупроводниковые гетероструктуры и приборы на их основе. На счету ученого 50 изобретений, три
монографии, более 350 научных статей в отечественных и международных журналах.
Он – лауреат Ленинской (1972) и Государственной (1984) премий СССР.
Франклиновский институт (США) присудил Ж. Алферову золотую медаль С.Баллантайна, Европейское физическое общество удостоило его премии
«Хьюлетт-Паккард». Физику присуждены также премия имени А. П. Карпинского,золотая медаль Х. Велькера (ФРГ) и Международная премия Симпозиума по арсениду галлия.
С 1989 года Алферов – председатель президиума Ленинградского –
Санкт-Петербургского научного центра РАН. С 1990 года – вице-президент Академии наук СССР (РАН). Ж. Алферов – депутат Государственной Думы Российской Федерации (фракция КПРФ), член комитета по образованию и науке.
3. НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ
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. Отечественные ученые не добивались такого успеха более чем два десятилетия. Последним был Петр Капица в 1978 году.
Жорес Алферов разделил премию с двумя зарубежными коллегами – Гербертом Кремером из Калифорнийского университета в Санта-Барбарее и Джеком С.Килби из фирмы Texas Instruments в Далласе. Ученые удостоены награды за открытие и разработкуопто- и микроэлектронных элементов, на основе которых впоследствии разрабатывались детали современных электронных устройств. Эти элементы были созданы на базе так называемых полупроводниковых гетероструктур – многослойных компонентов быстродействующих диодов и транзисторов.
Один из «соратников» Алферова, американец немецкого происхождения Г. Кремер, в далеком 1957 году разработал гетероструктурный транзистор. Шестью годами позже он и Жорес Алферов независимо друг от друга предложили принципы, которые были положены в основу конструкции гетероструктурного лазера. В том же году Жорес Иванович запатентовал свой знаменитый оптический инжекционный квантовый генератор. Третий физик-лауреат – Джек С.килби внес огромный вклад в создание интегральных схем.
Фундаментальные работы этих ученых сделали принципиально возможным создание волоконно-оптических коммуникаций, в том числе Интернета. Лазерные диоды, основанные на гетероструктурной технологии, можно обнаружить в проигрывателях CD-дисков, устройстве для прочтения штрих-кодов. Быстродействующие транзисторы используются в спутниковой связи и мобильных телефонах.
Размер премии составляет 9млн. шведских крон (около девятисот тысяч
долларов). Половину этой суммы получил Джек С.Килби, другую поделили Жорес Алферов и Герберт Кремер.
Каковы же прогнозы нобелевского лауреата на будущее? Он убежден, что ХХI век будет веком атомной энергетики. Углеводородные источники энергии исчерпаемы, атомная же энергия пределов не знает. Безопасная атомная энергитика, как говорит Алферов, возможна.
Квантовая физика, физика твердого тела – вот, по его мнению, основа
прогресса.. Ученые научились укладывать атомы один к одному, в буквальном смысле строить новые материалы для уникальных приборов. Уже появились потрясающие лазеры на квантовых точках.
4. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ
Полупроводниковая гетероструктура обычно состоит из двух или более слоев с различной шириной запрещенной зоны. Контакт таких слоев, как правило различающихся химическим составов, представляет собой гетеропереход. Помимо ширины запрещенной зоны на границе раздела полупроводников изменяются подвижность носителей заряда, их эффективная масса и другие характеристики. В резком гетеропереходе изменение свойств происходит на расстоянии, сравнимом или меньшем, чем ширина области объемного заряда. В зависимости от легирования обеих сторон гетероперехода можно создать p-n-, n-n- или p-p-гетеропереходы. Образование гетеропереходов, требующее стыковки кристаллических решеток, возможно лишь при совпадении типа, ориентации и периода кристаллической решетки сращиваемых материалов. Кроме того, граница раздела по возможности должна быть свободна от структурных и других дефектов (дислокаций, точечных дефектов), а также от механических напряжений. Наиболее широко применяются монокристаллические гетеропереходы между полупроводниками типа АIIIBV и их твердыми растворами на основе арсенидов, фосфидов и антимонидов Ga и Al. Благодаря близости ковалентных радиусов Ga и Al изменение химического состава происходит без изменения периода решетки. В зависимости от назначения гетероструктуры энергия запрещенной зоны различных полупроводников регулируется или замещением элементов (Ga на In или Al,As на P, Sb или N), или изменением состава полупроводникового сплава. Резкие границы между различными полупроводниковыми слоями формируются несколькими методами, такими, как молекулярная пучковая эпитаксия(МПЭ) и металлоорганическое химическое вакуумное осаждение. В этих методах слои выращиваются эпитаксиально (атомный слой за атомным слоем) на подложке с подходящей постоянной решетки. Исследуя гетероструктуры, Ж.И. Алферов еще в конце 1960-х годов выделил их следующие наиболее важные преимущества:
Гетероструктуры оказали значительное влияние на развитие некоторых областей науки. Они являются ключевым компонентом в высокочастотных транзисторах, полупроводниковых лазерах, светоизлучающих диодах, фотоэлементах, оптронах и т.д.Так, в биполярных транзисторах на гетеропереходах база выполнена из полупроводника с меньшей шириной запрещенной зоны. Это приводит, в частности, к снижению энергетического барьера для электронов и как следствие к сильному увеличению электронного тока. Если при этом дырочный ток не изменяется, то может возникнуть избыточное усиление по току. Это создает выгодную ситуацию: можно уменьшить усиление путем более сильного легирования базы и сделать ее тоньше, что, в свою очередь, позволяет уменьшить ее сопротивление и величину RC-постоянной, то есть тем самым увеличить быстродействие транзистора. Использование в гетероструктурах сложных полупроводников открыло возможности комбинирования микроэлектронной, оптоэлектронной и микроволновых технологий. Примером может служить созданная на одном чипе система, состоящая из фотоприемника с высоким быстродействием, соединенного с фотонным детектором на гетероструктуре и высокоскоростной электроникой.
5.ПОЛЬЗА И ВРЕД НОБЕЛЕВСКОГО ОТКРЫТИЯ
Чем полезно и опасно нобелевское открытие Алферова?
Исследования нашего ученого и его коллег-лауреатов из Германии и США являются крупным шагом на пути освоения нанотехнологии. Именно ей, по убеждению мировых авторитетов, будет принадлежать ХХI век. В нанотехнологию ежегодно инвестируются сотни миллионов долларов, исследованиями заняты десятки фирм.
Нанороботы – гипотетические механизмы размером в десятки нанометров (это миллионные доли миллиметра), разработка которых начата не так давно. Наноробот собирается не из привычных нам деталей и узлов, а из отдельных молекул и атомов. Как и обычные роботы, нанороботы смогут двигаться, производить различные операции, они будут управляться извне или встроенным компьютером.
Основные задачи нанороботов – собирать механизмы и создавать новые вещества. Такие устройства называются ассемблер (сборщик) или репликатор. Венцом станут нанороботы, самостоятельно собирающие свои копии, то есть способные к размножению. Сырьем для размножения послужат самые дешевые, буквально валяющиеся под ногами материалы – опавшие листья или морская вода, из которых нанороботы будут выбирать нужные им молекулы, как лисица отыскивает себе пропитание в лесу.
Идея этого направления принадлежит нобелевскому лауреату Ричарду Фейнману и была высказана в 1959 году. Уже появились приборы, способные оперировать с отдельным атомом, например, переставить его в другое место. Созданы отдельные элементы нанороботов : механизм шарнирного типа на основе нескольких цепочек ДНК, способный сгибаться и разгибаться по химическому сигналу, образцы нанотранзисторов и электронных переключателей, состоящие из считанного числа атомов.
Нанороботы, введенные в организм человека, смогут очистить его от микробов или зарождающихся раковых клеток, кровеносную систему – от отложений холестерина. Они смогут исправить характеристики тканей и клеток. Так же как молекулы ДНК при росте и размножении организмов складывают свои копии из простых молекул, нанороботы смогут создавать различные объекты и новые виды материи – как «мертвой», так и «живой». Трудно представить все возможности, которые откроются перед человечеством, если оно научится оперировать с атомами, как с винтами и гайками. Изготовление вечных деталей механизмов из атомов углерода, выстроенных в алмазную решетку, создание молекул, редко встречающихся в природе, новых, сконструированных соединений, новых лекарств.
Но что если в устройстве, предназначенном для очистки промышленных отходов, произойдет сбой и оно начнет уничтожать полезные вещества биосферы? Самым неприятным окажется то, что нанороботы способны к самовоспроизводству. И тогда они окажутся принципиально новым оружием массового поражения. Нетрудно представить себе нанороботы, запрограммированные на изготовление уже известного оружия. Овладев секретом создания робота или каким-то образом достав его, даже
террорист-одиночка сможет штамповать их в неимоверном количестве. К неприятным последствиям нанотехнологии относится создание устройств, селективно разрушительных, например, воздействующих на определенные этнические группы или географические районы.
Некоторые считают Алферова мечтателем. Что ж, он любит мечтать, но его мечты строго научны. Потому что Жорес Алферов – настоящий ученый. И нобелевский лауреат.
В 2000 году лауреатами Нобелевской премии по химии стали американцы Алан Хигер (Калифорнийский университет в Санта – Барбаре) и Алан Макдайармид (Пенсильванский университет), а также японский ученый Хидэки Сиракава (Университет Цукубы). Они удостоились высшей научной награды за открытие электропроводимости пластмасс и разработку электропроводящих полимеров, получивших широкое применение в производстве фотопленки, компьютерных мониторов, телеэкранов, отражающих свет окон и прочих высокотехнологичных продуктов.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
referat911.ru
