Жорес Алферов ставит квантовую точку.

ВСЛЕД за Нобелевской премией - Государственная. Но если первая награда воздала должное завершенному циклу исследований, воплотившихся в широкое практическое применение волоконной оптики, мобильной телефонной связи и десятках других свершений, прочно вошедших в наш быт, то вторая, отметившая работу "Фундаментальные исследования процессов формирования и свойств гетероструктур с квантовыми точками и создание лазеров на их основе", ознаменовала первый этап нового направления, открывающего науке широкие перспективы.

- Что я считаю главным в этой работе? - повторил мой первый вопрос Жорес Иванович. - Не только то, что она позволяет разработать оптоэлектронные приборы новых поколений на основе полупроводниковых структур с самоорганизующимися квантовыми точками. Но и то, что наряду со мной и членом-корреспондентом РАН Робертом Арнольдовичем Сурисом, людьми пожилыми, высокую награду получила наша молодежь - Левон Володяевич Асрян, Николай Николаевич Леденцов, Виктор Михайлович Устинов. Значит, сохранена преемственность поколений, есть кому передать эстафету, а работа предстоит еще очень и очень большая. Важно также, что эта премия демонстрирует наше успешное сотрудничество с Германией: награду разделил с нами профессор Дитер Бимберг, с лабораторией которого мы работали все эти годы.

Квантовые точки - это крохотные кусочки, кластеры одного материала, размерами в пятьдесят - сто атомов, размещенные в монокристалле из другого материала. Лазеры нового поколения, основанные на гетероструктурах с квантовыми точками, уже существуют, правда, пока в лабораторном варианте. Тем не менее они прекрасно работают, подтвердив старую истину, что нет в науке нерушимых догм. Ведь долгое время считалось, что вырастить кристалл с кусочками другого материала внутри без дефектов невозможно. То, что сделали сотрудники лаборатории Жореса Алферова, можно смело назвать революцией в лазерной физике. Если раньше ученые, выращивая кристаллы для лазеров, вынуждены были полностью управлять этим процессом, контролируя каждую его стадию, то теперь ситуация иная - нужная структура растет сама. В том и заслуга питерских исследователей - они научились создавать условия для самостоятельного роста качественного материала без дефектов.

- Все дело в новой технологии выращивания материала, - говорит академик Алферов. - Традиционно гетероструктурные материалы, например, из арсенида галлия и арсенида индия получают, накладывая слой за слоем. Много лет назад, начиная эти исследования, мы наносили слои друг на друга вручную. Адская была работа, требующая огромного внимания и напряжения. У одного слоя - одна функция, у другого - другая. Теперь для этого используют методы очень тонкой литографии, электронной, например. Здесь есть определенные преимущества и очень много недостатков. А единственное ли это решение: наносить слои друг на друга? Ведь свойства материи безграничны, надо лишь их выявить. Мы постарались решить эту задачу, и теперь сама природа помогает нам получать в процессе выращивания ансамбли вот таких квантовых точек. Это связано с очень тонкими явлениями процессов роста таких структур, очень сложными явлениями, которые вряд ли можно объяснить неспециалисту. Но главное, если все правильно подобрано - температура, скорости осаждения, соотношения потоков атомов, то кристалл вырастет без дефектов. И вырастет сам, без нашего дальнейшего вмешательства. Квантовые точки одного вещества будут одна к одной и расположатся упорядоченно в другом веществе, как нам требуется. Это позволяет радикально улучшить свойства полупроводниковых приборов, скажем, температурную стабильность лазерных диодов, уменьшить пороговый ток, на котором начинается генерация.

Небольшой экскурс в сторону. Выступая в мае на международном семинаре "Нанотехнологии в физике, химии и биотехнологии", проходившем в городе на Неве, один из участников работы, Николай Леденцов, пошутил, что теперь, зная законы роста наноматериалов с квантовыми точками, можно и поразвлечься: расположить квантовые точки в виде блюдец, сплести бусы из точек, цепочки, создать большие и маленькие наноостровки. Но не исключено, что за этой шуткой большое будущее: варьируя расположение квантовых точек, можно корректировать и свойства кристалла.

Физики уверены, что лазеры на квантовых точках найдут широкое применение в промышленности. И для этой уверенности есть все основания. Так, используя самоорганизацию квантовых точек, наши ученые получили кристалл для вертикального лазера, в котором свет идет вверх, а не параллельно плоскости пластины. Вертикальный лазер работает как дешевый светодиод, только с идеальным качеством спектра, узкой диаграммой направленности, высокой эффективностью. Такой же вертикальный лазер можно сделать в ультрафиолетовом диапазоне, который нужен, например, для оптической записи.

- Итак, Жорес Иванович, теперь на очереди лазеры нового поколения, обладающие большими возможностями.

- Новое поколение - это одна сторона дела. А вторая и самая главная - это новые объекты для исследований. С новыми физическими явлениями, которые продемонстрирует нам природа. И предсказать сегодня, что из этого выйдет, - трудно. Выйдет очень много.

Альберт ВАЛЕНТИНОВ.

  00:04 09.08