ОТ ЭЙНШТЕЙНА ДО ГЕТЕРОСТРУКТУР
Жорес Алфёров
Нобелевский лауреат рассказал о своей жизни в науке, о коллегах-ученых и принципах научного сотрудничества, действующих над границами стран и континентов. О решении энергетических проблем человечества: ядерных реакциях деления, открытых Отто Ганом, и реакциях термоядерного синтеза, которые стали отправной точкой для исследований с целью «зажечь солнце на земле» или получить водородное оружие в 50-х годах.
«Как использовать реакции термоядерного синтеза для получения энергии? На первой международной конференции по управляемому термоядерному синтезу в 1958 году было заявлено, что ожидать промышленного использования такой энергии можно через 20 лет… Спустя десятилетия этот прогноз не изменился», — сообщил Алфёров. Ученые бьются над этой задачей до сих пор, и до 90-х годов лидерами в исследованиях были лаборатории СССР и США.
Большие изменения произошли благодаря разработке принципов создания лазеров, после чего лазерные технологии нашли широкое применение. В 60-х годах появились полупроводниковые лазеры, созданные в СССР и на западе, которые с высоким КПД превращали энергию в лазерное излучение, реализуя таким образом принципы Эйнштейна на полупроводниках. Проблема заключалась в том, что они работали только при низких температурах. При комнатной температуре полупроводниковые лазеры заработали позже — в 2000 году Алфёров и Крёмер получили нобелевскую премию за работы по развитию полупроводниковых гетероструктур для сверхвысокочастотных СВЧ- и оптоэлектронных систем. Вместе с ними премию присудили Джеку Килби за вклад в изобретение интегральных микросхем.
«Не могу не уделить внимание теме зарождения микроэлектроники, находясь в Зеленограде, — отметил Алфёров. — Создание транзистора в 1947 году стало одним из выдающихся научных событий 20 века, Шокли, Бардин и Браттейн получили за это нобелевскую премию в 1956 году. Мне посчастливилось хорошо знать всех троих и много общаться с Джоном Бардиным, это был замечательный человек и великий физик-теоретик, единственный из физиков, получивший также вторую нобелевскую премию — за теорию сверхпроводимости.
Джек Килби в 1956 году, работая в фирме „Texas Instruments“ (Даллас, США), во время летнего отпуска пришел к идее изготовления микросхем на базе одного полупроводникового материала и продемонстрировал это на кусочке германия. Позже он рассказывал, что на него обрушились за это — „дорого, невыгодно, ненадежно и не нужно“. В 1961 году Роберт Нойс создал технологию изготовления интегральных схем, близкую к современной, на базе свойств кремниевых соединений и принципов диффузии и фотолитографии, но она также не встретила энтузиазма.
Первые схемы содержали несколько транзисторов на кремниевой пластине — в современных чипах их миллионы. Коммерческий успех к кремниевым чипам в США пришел после того, как их решили использовать руководители ракетной и космической программ, несмотря на их дороговизну. В нашей стране значение изобретения кремниевой микросхемы было оценено почти сразу, и уже в 1962 году специальным постановлением ЦК Коммунистической партии и Правительства был создан Зеленоград как центр советской микроэлектроники.
Зеленоград был задуман очень разумно: одновременно создавались и крупнейшие микроэлектронные предприятия, сейчас это „Микрон“ и „Ангстрем“, предприятия и КБ технологического машиностроения, великолепный Институт материаловедения и завод „Элма“. Такой комплекс микроэлектроники был уникальным для всего мира. В Белоруссии появился центр „Планар“, где создавали технологическое оборудование — и наша микроэлектроника получила возможность успешно соревноваться с самыми развитыми странами.
В 1985 году министр электронной промышленности СССР Колесников, встретив меня, сказал: „Я сегодня проснулся в холодном поту — мне приснилось, что „Планара“ больше нет. А значит, нет и электронной промышленности“. Тогда это был сон, а в 1991 году он стал явью. „Планар“ выжил, но его положение в мировой микроэлектронике утрачено. Его спасли китайские заказы, сегодня делает заказы и Зеленоград, слава богу, что у нас с Белоруссией нормальные отношения».
