100 знаменитых ученых - [258]

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