Знание-сила, 2000 № 12 (882)

То, что могут себе позволить богатые и стабильные страны Запада, не может позволить себе Россия. В наших условиях масштабные проявления восстания масс могут стать национальной катастрофой. За примерами не надо ходить далеко. Весной и летом 1998 года рельсовая война шахтеров, добившихся от правительства оплаты чужих долгов и даже вообще не добытого угля, была одним из важнейших факторов экономической катастрофы 17 августа, и дело даже не только в прямых потерях бюджета. Кто станет кредитовать такое правительство? Мягкое, в лучших европейских традициях отношение правительства к шахтерам обернулось тяжелейшим ударом для всего населения страны, а ведь можно представить себе реакцию на Западе, если бы сильное правительство решилось прогнать шахтеров с путей, а кое-кого и отдать под суд. С тех пор народ наш повзрослел и поумнел. Он сделал свой выбор. Но нам нужно не только сильное государство, нужна такая интеллектуальная элита, которая будет не угождать массам, а вести их за собой. Вот воистину масштабный проект для XXI века.

Российский курьер

Нобелевская премия 2000 года по физике присуждена академику Жоресу Ивановичу Алферову за исследования физики гетеропереходов, которые привели к созданию новых приборов микроэлектроники, высокочастотной техники и оптоэлектроники. Одновременно она присуждена Г. Кремеру из Калифорнийского университета и Дж. Килби из фирмы Texas Instruments.

Знание – сила, или Как понимание физики изменяет жизнь людей

Интервью с профессором Александром Юновичем (физический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова)

Для понимания сути открытия, сделанного Ж.И. Алферовым, мы обратимся к истории.

Германиевые, а потом и кремниевые диоды и транзисторы были созданы на основе р-n-переходов, то есть границ областей с электронным (n-) и дырочным (р-) типом проводимости, созданных водном и том же полупроводнике путем внесения разных примесей. Ток через эти границы определяется проникновением носителей токов обоих знаков: электронов из n-области в p-область и дырок из p-области в п-область. Выделяемая при этом энергия превращается в германии и кремнии главным образом в тепло.

Законы протекания тока в р-n- переходах были поняты в конце сороковых годов; они стали основой изобретения транзистора (Нобелевская премия В. Шокли, Дж. Бардина, У. Браттейна). Исследователи предсказали открытию и прибору большое будущее и не ошиблись. Сегодня это вычислительная техника, связь, электротехника, автоматизация производства и информационные технологии, то есть все то, что определяет высокую производительность труда, а в конечном счете – экономическое развитие человеческого общества.

По мере развития физики полупроводниковых материалов появилась возможность создать в полупроводнике неоднородность иного вида – неоднородность состава. Границу между двумя полупроводниками с разным составом называют гетеропереходом, то есть неоднородным (по составу) переходом. В такой ситуации потенциальные барьеры для электронов и дырок в гетеропереходах отличаются друг от друга, и при приложении внешнего напряжения ток может определяться проникновением через границу частиц только одного знака, например, электронов.

Реализовать эти эффекты и их следствия удалось прежде всего в полупроводниках на основе соединений элементов III и V групп, например, в арсенида галлия, GaAs. В этих полупроводниках при рекомбинации возбужденных электронно-дырочных пар энергия возбуждения передается в основном квантам света – происходит излучательная рекомбинация. Поэтому развитие физики и технологии гетеропереходов оказалось наиболее важным для приборов оптоэлектроники – для светодиодов, полупроводниковых лазеров и фотоприемников.

Первые патенты на гетеропереходы был получены тем же В. Шокли, а затем Г. Кремером, которые исследовали эту ситуацию в пятидесятые годы теоретически. В начале шестидестых годов в Физико- техническом институте имени А.Ф. Иоффе (ФТИ) была выпущена монография Н.Н. Губанова по теории гетеропереходов. Тогда многие полагали, что физика гетеропереходов останется на уровне идей, что реализовать работающие гетеропереходы не удастся, потому что на границе двух полупроводников с разным составом будет сильно искажаться решетка, будут накапливаться примеси и не будет осуществляться одностороннее проникновение носителей тока через переход.