Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Вятский государственный гуманитарный университет»
Физико-математический факультет
Кафедра дидактики физики и математики
Доклад
Алферов и его открытие.
Выполнил
студент 1 курса
Кислицын Николай Сергеевич
КИРОВ
2010
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.
В марте 1963 года Жорес Алфёров получил свой первый патент в области гетеропереходов. Изобретение мало кто мог оценить. Рассказывают, что для демонстрации работы лазера в патентной комиссии СССР Алферову и его коллегам пришлось «окрасить» прибор в красный цвет. И тогда «пролетарский» лазер был утвержден. Ученые добились того, что заработал полупроводниковый лазер, который теперь применяется в оптико-волоконной связи и в проигрывателях компакт-дисков.
Гетеропереходы в полупроводниках – это когда в контакт приведены два или несколько различных по химическому составу полупроводников. Реализация полупроводниковых устройств на основе гетероструктур позволяла бы создавать чрезвычайно мощные и очень компактные конструкции. Загвоздка, которую очень долго не удавалось преодолеть экспериментаторам, была в малом: подобрать идеально подходящие по размерам кристаллической решетки различные полупроводники. Заслуга Алферова как раз в том, что ему первому удалось решить эту проблему.
Первоначально попытки Алферова создать двойную гетероструктуру(ГДС) были связаны с решёточно-несогласованной системой GaAsP. Были успешно изготовлены первые лазеры на основе ДГС в этой системе методом газофазной эпитаксии(ГФЭ). Однако, из-за несоответствия параметров решетки, лазерная генерация, как и в лазерах на гомоперезодах могла осуществлять только при температуре жидкого азота. Любопытно отметить, что это был первый практический результат для решоточно-несогласованнной и даже частично релаксировавшей системы.
Опыт, который получили Алферов вместе со своими коллегами при изучении системы GaAsP, был очень важен для понимания многих специфических физических свойств гетеропереходов и основ гетероэпитаксии. Разработка методов многокамерной ГФЭ для системы GaAsP позволила им в 1970 г. Создать структуры со сверх решетками с периодом 200 анкстрем и продемонстрировать расщепление зоны проводимости на минизоны.
Однако, соединение GaAsP обладало значительным недостатком, оно за считанные секунды окислялось в нормальных условиях. Перед ученным возникла задача найти устойчивый элемент.
В то время сотрудник группы Алферова Д.Н.Третьяков сообщил ему, что с мелкими кристаллами растворов AlGaAs различных составов, полученных два года назад путем охлаждения из расплава и положенными А.С.Борьщевским в ящик стола, ни чего за это время не случилось. Тот час же стало ясно, что твердые растворы AlGaAs химически устойчивы и подходят для изготовления долгоживущих гетероструктур и приборов. 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.
Таким образом Алферов положил начало светодиодам, фотодиодам. Благодаря открытию Алферова человечество может извлекать энергию из солнечного света. Алферов как-то раз сказал журналистам, что если уничтожить все на земле связанное с ядерной энергией, то человечество пострадает на 10%, а если у мира отобрать все изобретения связанные с его открытием, то цивилизация рухнет.