Воспоминания профессора МГУ, доктора физико-математических наук Кульбачинского Владимира Анатольевича
С Владимиром Григорьевичем Мокеровым мы познакомились в далеком 1985 году. Произошло это так. В 1985 г. была присуждена Нобелевская премия по физике немецкому ученому Клаусу фон Клитцингу. Это была премия за открытие так называемого «Квантового эффекта Холла», то есть К. Клитцингом с соавторами было обнаружено, что Холловское сопротивление полевого транзистора с двумерными электронами в сильном квантующем магнитном поле изменяется ступеньками, величина которых определяется мировыми константами: постоянной М.Планка деленной на квадрат заряда электрона. Это открытие было сделано в 1981 году и удивительно быстро получило международное признание, что и привело к присуждению Нобелевской премии всего через 4 года. Для того, чтобы хотя бы повторить результаты нобелевского лауреата необходимо было как минимум иметь две принципиальные вещи: 1) лабораторию с низкими и даже сверхнизкими температурами и совершенные структуры с двумерными электронами.
Низкими называются температуры, которые можно получить с помощью жидкого гелия, который при атмосферном давлении кипит при 4.2 К (около – 269оС). Однако для наблюдения Квантового эффекта Холла скорее всего, судя по публикациям, требовались сверхнизкие температуры, то есть температуры, которые обычно получаются в так называемых рефрижераторах растворения. Получение сверхнизких температур таким способом является одним из основных в мире.
Принцип заключается в непрерывном растворении в специальной камере одной жидкости (изотопа гелия 3) в другой жидкости (изотопа гелия 4). Таким образом теоретически можно понизить температуру до 0,01 К, то есть близко к абсолютному нулю температур (-273оС). 2) Не менее важно иметь структуры высокого качества с электронами, которые могут двигаться только в плоскости, так называемые двумерные структуры. Их производство требует высокой квалификации и специального оборудования. На кафедре физики низких температур физического факультет МГУ им. М.В. Ломоносова как раз были возможности проводить измерения при сверхнизких температурах и в сильных магнитных полях, но не было структур. Заведующий кафедрой профессор Н.Б. Брандт стал узнавать, где у нас в стране, в Советском Союзе, можно достать такие структуры? И оказалось, что в нашей «силиконовой долине» – г.Зеленограде, есть организации, которые занимались ростом таких структур. В одной из них работал В.Г. Мокеров и в его группе растились различные структуры на основе арсенида галлия, что и было нужно. Была организована встреча в Зеленограде. Пришел также сотрудник В.Г. Мокерова Б.К.Медведев.
Перед встречей пришлось подготовиться, почитать литературу, чтобы ясно сформулировать, что же мы хотим. Взаимопонимание возникло быстро, структуры были изготовлены, и мы их стали пробовать измерять в лаборатории на кафедре физики низких температур физического факультета в МГУ им. М.В. Ломоносова. Работа была совершенно новая, измерения надо было делать при сверхнизких температурах, ток должен был быть небольшим и очень стабильным, а уровень шумов необходимо было обеспечить минимальный. Поэтому измерения проводили ночью, когда практически не ходил автотранспорт и уровень радиопомех был меньше. Это была и работа и обучение одновременно.
Все результаты обсуждались с Владимиром Григорьевичем и по ходу дела решали, что и как надо улучшать, изменять. В результате вышла наша первая совместная работа в журнале Поверхность (1988). Образцы оказались очень высокого качества, что было видно по результатам. С этого момента совместная деятельность расширилась, и следующим этапом стала проверка разработанной Ю.Е. Лозовиком теории резонансных явлений в квантовом эффекте Холла в гетероструктурах. Здесь В.Г. Мокеров уже целенаправленно выращивал структуры для определенной физической задачи. Результаты были интересны и опубликованы совместно в журналах Физика Низких температур, Физика Твердого Тела (1988, 1989). Такая тесная научная совместная работа привела и к более тесному общению. А надо сказать, что Владимир Григорьевич был человеком открытым, прямым, дружелюбным, так что мы подружились. Поэтому после перехода В.Г.Мокерова в ИРЭ РАН, куда было, несомненно, более просто ездить, встречаться мы стали чаще. Познакомились тесно со всеми сотрудниками, Г.Б.Галиевым, Ю.В.Федоровым. Потом в Москву переехал из Рязани А.П.Сеничкин. Работали совместно с А.С.Бугаевым и А.В.Гуком. Всех сотрудников не перечислишь. Очень часто в кабинете у В.Г. Мокерова проводились научные совещания и дискуссии по каким-либо научным вопросам. Это всегда был открытый разговор, в таких обсуждениях проявлялась огромная эрудиция Владимира Григорьевича. Очень сказывался его опыт как технолога.
Надо отметить, что Владимир Григорьевич получал много литературы и внимательно следил за последними достижениями. Вспоминается один из случаев, когда мы горячо обсуждали процесс самоорганизованного роста квантовых точек арсенида индия на поверхности арсенида галлия. Владимир Григорьевич никак не мог по литературным данным установить условия их образования, все публиковали разные параметры. И тогда он поступил так, как часто делал. Он поручил Юре Федорову все проверить и детально разобраться. Оказалось, что в статьях указаны немного другие температуры и содержание компонент, при которых начинается этот рост. Из этих работ выросла целая серия наших совместных работ не только по квантовым точкам, но и по сверхрешеткам. Владимир Григорьевич предложил использовать эту методику для получения короткопериодных сверхрешеток.
Одним из направлений деятельности всегда оставались сильнолегированные структуры, используемые для транзисторов. Здесь также прошла целая серия интересных научных работ, в том числе с голландскими коллегами. Был целый период деятельности, когда по инициативе голландцев были проведены совместные научные работы и исследования структур, выращенных в отделе В.Г.Мокерова в ИРЭ РАН. Что интересно, несмотря на великолепную экспериментальную базу в Айндховене, получить такие структуры, такого высокого качества как у Владимира Григорьевича им не удавалось. Владимир Григорьевич очень ценил такое сотрудничество, приглашал иностранных коллег в институт, поселял в гостинице, устраивал совместные обсуждения результатов в своем кабинете. Даже мог их сам отвезти в аэропорт. Он хорошо говорил и читал по-английски, поэтому каких-то проблем не возникало. В свою очередь, когда В.Г.Мокеров поехал на конференцию в Нидерланды, наши коллеги помогли зарезервировать ему отель и показали свои лаборатории. Эта деятельность вылилась в серию статей по исследованию сильного легирования арсенида галлия оловом, по применению сильных магнитных полей для исследования гетероструктур. Кроме этого Владимир Григорьевич как член программного комитета ежегодной конференции по наноструктурам в Петербурге участвовал в отборе докладов и сам принимал участие в ее работе. Человек он был интересующийся не только наукой. С удовольствием ездил на все экскурсии и принимал участие во всех неформальных встречах.
Владимир Григорьевич очень внимательно следил за теоретическими работами и здесь невозможно не рассказать о совместной деятельности с Пожелой – теоретиком из Литвы. Очень часто он приглашал Пожелу и меня к себе, и мы обсуждали какой-то вопрос. В основном решалось, можно ли проверить эту идею, и сели можно – то, как это сделать. Надо сказать, что не все идеи Пожелы оказались правильными, некоторые приводили к неверным результатам и после многих затрат энергии и сил оказывалось, что некоторые вещи не были учтены. Но Владимир Григорьевич никогда не расстраивался. Он говорил, что мы же экспериментально показали, что правильно будет вот так, и это главное. Так было, например, со связанными квантовыми ямами, когда предсказание Пожелы о возрастании подвижности не оправдались. На каком-то этапе работы тесные рамки института Радиоэлектроники и Автоматики стали ограничивать планы Владимира Григорьевича. Особенно было видно, что электронная база в стране сворачивается. А он все же был технологом, и ему хотелось заниматься не только наукой, но и технологией. И Владимира Григорьевича возникла идея создать институт под наногетероструктурную полупроводниковую электронику. Это было в период, когда Академия Наук России сокращалась. Представьте, какую надо было иметь энергию, сколько сил надо было затратить, чтобы пробить эту идею. В этот период мы часто встречались, и Владимир Григорьевич советовался, как лучше и что делать. Мы продумали структуру института, решили, что серьезные низкотемпературные измерения можно продолжать делать в МГУ им. М.В.Ломоносова, а вот экспресс анализ и характеризацию образцов – конечно, на месте, в новом институте.
Когда уже институт был создан, заработал, многие стали забывать, как выглядело здание, когда мы в него пришли в первый раз. Сколько было сложностей с ремонтом, Владимиру Григорьевичу даже собственные деньги приходилось вкладывать. Много ли найдется таких людей в науке?
Мы часто обсуждали один важный вопрос, зачем это надо делать? Ведь уже были награды и звания, почет и уважение и можно было спокойно без напряжения работать в своей нише и не высовываться. Владимир Григорьевич всегда говорил: «Если не я, то кто тогда в стране сможет делать такие технологически сложные вещи?» И это не были высокопарные слова, он всегда ощущал свою ответственность за страну. При этом никогда не забывал про коллектив и всячески поддерживал близких ему людей. Были случаи, когда я обращался к Владимиру Григорьевичу с личными просьбами и всегда и во всем он совершенно бескорыстно помогал. В то же время давайте вспомним планерки и рабочие совещания, когда он беспощадно требовал дело и ставил жесткие сроки. То есть, Владимир Григорьевич был Личностью, Ученым, Человеком и таким он останется в наших сердцах.