Лауреатом Демидовской премии за вклад в физику полупроводников стал Александр Латышев.
Нечасто результаты российских ученых попадают в оксфордские учебники. В нашем случае автор обнаружил это случайно:
– Меня пригласили на конференцию по электронной микроскопии в Оксфорд, а потом организаторы попросили прочитать лекцию студентам. И меня буквально засыпали вопросами, причем все дельные. Я даже преисполнился гордости за свой английский, но тут один из студентов спросил меня насчет эффекта, о котором я в лекции рассказать не успел. Тут и выяснилось, что мои результаты со ссылкой на автора описаны в двух учебниках издательства Cambridge University Press, - вспоминает академик Латышев.
Академик А.В.Латышев - директор Института физики полупроводников им. А.В.Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук. Его самая цитируемая научная работа Transformations on clean Si(111) stepped surface during sublimation/«Трансформации на чистой ступенчатой поверхности кремния Si(111) во время сублимации» опубликована в журнале Surface Science в 1989 году и посвящена фундаментальному явлению - открытию эффекта эшелонирования атомных ступеней на поверхности кремния под действием постоянного электрического тока.
В наномасштабе поверхность любого кристалла (кремния в том числе) не идеально ровная, а состоит из атомно-гладких участков, разделенных ступенями высотой как минимум в одно межатомное расстояние. Именно свойства поверхности определяют область применения полупроводникового кристалла. С активным участием новосибирского ученого был создан метод уникальной сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии, что позволило рассмотреть очень тонкие процессы на поверхности полупроводниковых пленок и гетероструктур.
– Вы сразу выбрали область научных интересов или были метания?
– Когда нас, студентов Новосибирского государственного университета, привели в Институт физики полупроводников, нам о своей работе рассказывали заведующие лабораториями. Особенно впечатлил один - молодой, увлеченный, волосы ершиком. Все рассказывал о какой-то эпитаксии. Что такое эпитаксия, мы не знали, но его воодушевление притягивало. Это был Сергей Иванович Стенин, человек, который поставил технологию выращивания тонких полупроводниковых слоев в условиях сверхвысокого вакуума - молекулярно-лучевую эпитаксию - в Институте физики полупроводников. За изготовление установки молекулярно-лучевой эпитаксии «Катунь» С.И.Стенин и его коллеги получили Государственную премию.
В молекулярно-лучевой эпитаксии важно понимать, как именно растет пленка на атомном уровне. Предполагалось, что я буду это изучать с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Но тут Сергей Иванович съездил в Москву на международную конференцию по росту кристаллов, где японские профессора Хонжа и Яги представили отражательный электронный микроскоп, который реально показывал монотонные ступеньки на поверхности кристалла.
И Сергей Иванович поручил мне и моему научному руководителю Александру Леонидовичу Асееву изучить японский прототип и сделать такой микроскоп, взяв за основу старый ламповый японский (JEOL), имевшийся в лаборатории. В институте кристаллы росли в огромных вакуумных установках, а мне надо было «поместить» «Катунь» между линзами микроскопа.
В итоге сделали вакуумную камеру размером в треть стакана. В камере находился образец, который нагревали, пропуская электрический ток, и могли напылять атомы на поверхность. При этом в камере поддерживался сверхвысокий вакуум, были предусмотрены вводы и выводы для электронного пучка.
Сегодня в мире подобное оборудование и методика исследования поверхности кристалла методом сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии развиваются только в ИФП СО РАН. Много лет спустя я делал доклад в японской компании JEOL - это признанный лидер в производстве электронных микроскопов. Когда они узнали, на базе какой старинной модели мы сделали свой вариант отражательного электронного микроскопа, аплодировали стоя.
Для эпитаксиальщиков наша работа была очень важна. Дело в том, что самого процесса эпитаксии до нас никто не видел.
Однажды, наблюдая за движением ступеней, я увидел, что распределение ступеней не является однородным. Ступени иногда сбивались в кучу. И это в рамках существующей парадигмы не могли объяснить ни теоретики, ни экспериментаторы. Выяснилось, если греть кристалл переменным током, ступени регулярные, если постоянным, в одном направлении регулярные, в другом собираются в эшелоны. Так был открыт эффект эшелонирования.
– И вам сразу удалось опубликовать не соответствовавший традиционным представлениям результат?
– В первый англоязычный журнал нашу статью не взяли: рецензенты попросту не поверили, решив, что мы не смогли обеспечить достаточно чистый вакуум. В Surface Science не нашли причин не публиковать статью, хотя тоже не верили в описанный эффект. А через три месяца после публикации наш эксперимент повторили японцы, в чистоте вакуума которых никто не сомневался.
Так мы с коллегами сразу попали в топ мировых специалистов, занимающихся этой тематикой. Есть работы на хорошем мировом уровне, а есть те, которые разрывают существующую парадигму, то есть задают новый мировой уровень. И с тех пор я стараюсь работать именно так.
– Находите время на науку, несмотря на директорскую должность?
– Конечно, должность директора подразумевает массу бюрократической нагрузки. Главное - финансирование институту обеспечить. Вот к Демидовской лекции готовился, например, ночью. Но мне не привыкать - в бытность мою стажером-исследователем экспериментальная автоматическая система учета рабочего времени «Колхида» мне даже прогулы ставила: приходил я до того, как она включалась, а уходил в 22:00, когда вахтеры выгоняли. Дело в том, что в соседней комнате с 10:00 до 18:00 проводились достаточно энергоемкие эксперименты, которые создавали помехи и мешали мне работать с чувствительным сверхвысоковакуумным электронным микроскопом. Кстати, микроскоп, который мы когда-то переоборудовали, до сих пор используется. Единственный в мире сверхвысоковакуумный отражательный электронный микроскоп!
Среди самых свежих результатов нашего института - отправка для испытаний в космос установки для выращивания полупроводниковых структур методом молекулярно-лучевой эпитаксии, создание «лампочек», излучающих свет одного фотона (то есть достигнут теоретический предел) и системы регистрации, улавливающей эти одиночные фотоны. Настоящая научная школа подразумевает, что не только я расту, но и ученики развиваются. Стараюсь их мотивировать, ставить научную задачу, что называется, «на взлет».
Когда сидишь за микроскопом, смотришь на мир атомов сверху. Перемещения отдельных быстро двигающихся атомов не видно, но результаты их «беготни» налицо, картинка меняется. Здесь храм появился, там - дворец, вот железную дорогу протянули, вот Новосибирск в миниатюре. И думаешь: сейчас подниму температуру - все начнут работать быстрее. Но если не угадаешь с нагревом, миниатюрный мир развалится. В человеческой жизни так не поэкспериментируешь! Эта метафизика впечатляет.
Беседовала Ольга Колесова
Обложка: фото Сергея Новикова
