Это, к сожалению, стало трюизмом – что даже общеграмотная публика с высшим образованием частенько не в состоянии понять, чем сегодня занимается наука. Ну, то есть, раньше хватало образования, чтобы понять, почему яблоки на голову падают (хотя, строго говоря, о природе гравитации мы и ныне ничегошеньки определённого не знаем) или как устроена лампочка накаливания Лодыгина. Но вот что такое, к примеру, квантовая точка, и почему за занятия с нею награждают Государственной премией Российской Федерации, - это уже не для среднего ума.
Или попробовать?
Наследник… через пропасть
Николай Николаевич Леденцов родился в 1959 году в Ленинграде. В принципе, обычная судьба советского городского мальчишки 1960-х годов, юноши 1970-х годов, молодого мужчины 1980-х. Школа, пионерия, комсомол, "рыбные дни" по четвергам. Да, в его конкретном случае – приложение в виде вечно прекрасного Петербурга.
Правда, в подкорке у всех Леденцовых сидело даже не воспоминание, а факт семейной истории: что предок их, Христофор Семёнович Леденцов, был одним из богатейших купцов своего времени в России. Но вложил все свои богатства – а там было под два миллиона рублей, огромная по тем временам сумма – в благотворительное Общество поощрения научных изысканий.
Сам Христофор Семёнович, правда, плодов своего меценатства не увидел: пока регистрация его Общества проходила бюрократические круги, сам он скончался. Но если нам суждено всё-таки заглядывать из посмертья в оставленный здесь мир, то благотворитель был бы рад: его деньги действительно пошли на поощрение и развитие науки в России. Физик Пётр Лебедев, физиолог Иван Павлов, геолог Владимир Вернадский, инженер Николай Жуковский и многие другие, чьи научные изыскания были поддержаны Обществом Христофора Леденцова могли подтвердить эффективность вложенных в них средств.
События 1917 – 1918 годов прервали связь времён. И в отношении науки российской, и внутри поколений семьи Леденцовых. Оба сына мецената и благотворителя оказались репрессированы, один из них, Максимилиан, – как раз по его линии и приходится потомком Христофору ныне живущий Николай – был вообще расстрелян в 1937 году. Благотворительное общество было советским правительством ликвидировано, деньги, что были в России, конфискованы. Небольшое утешение – что на часть этих средств был открыт Радиологический институт, из которого впоследствии вылупился легендарный ленинградский Физтех — альма матер знаменитейших русских физиков, создавших впоследствии Атомный проект. И атомную бомбу как гарант суверенитета России.
Впрочем, истины ради стоит отметить, что тезис о небольшом утешении звучит не столь пессимистически в той исторической реальности, что родилась после революционных событий. Не только деньги остались советской власти после ликвидации ею Общества Леденцова.
Но и Карадагская биологическая станция, которую Общество обеспечивало техническим оборудованием.
Но и библиотека Общества, ставшая библиотекой ВСНХ.
Но и выстроенное на средства Общества здание для Физического института Общества Научного института в память 19 февраля 1861 года, как он официально назывался. И где, между прочим, делались рентгеновские снимки раненному при теракте В.И. Ленину, поскольку только там оставался единственный на то время в Москве рентгеновский аппарат в рабочем состоянии. В этом институте на Миусской площади в Москве, после национализации превращённом в Институт биологической физики, под руководством академика П.П. Лазарева (того самого, что делал рентген-снимки Ленину) начинали научную карьеру будущие советские академики С.И. Вавилов, Г.А. Гамбурцев, В.В. Шулейкин, М.А. Леонтович, Б.В. Дерягин, П.А. Ребиндер. Позднее, в 1934 году, после переезда Академии наук из Ленинграда в Москву, здесь обосновался уже Физический институт АН СССР. И значит, нынешний легендарный ФИАН также в известной степени вырастает из наследия Х.С. Леденцова.
Наконец, основу советскому патентоведению положил Патентный отдел Общества, который был передан после революции в ведение народного комиссариата военных дел.
Лики, как товарищи, смотрят понимающе…
И вот через десятилетия после этих событий в стены Ленинградского физико-технического института вошёл внук Христофора Леденцова – студент-практикант Николай Леденцов.
Не только когда ходишь по коридорам ЛФТИ возникает несколько будоражащее ощущение, словно вот эти полы и стены до сих пор пропитаны образами тех, кто здесь ходил, думал, трудился и спорил до тебя. Нет, даже без ликов на портретах в старых академических институтах прошлое словно дышит с тобою рядом.
Но ЛФТИ даже на этом фоне – нечто особенное. Создатель громадной научной школы на его базе "главный академик" Иоффе. Гениальный теоретик Лев Ландау и гениальный практик Игорь Курчатов. Нобелевский лауреат Николай Семёнов и Нобелевский лауреат Жорес Алфёров. Создатели атомной и водородной бомбы Юлий Харитон и атомной энергетики Анатолий Александров.
- Голова может пойти кругом, Николай Николаевич, нет?
- Я начал работать в «Физтехе» ещё как студент базовой кафедры ФТИ на третьем курсе Ленинградского Электротехнического института.
Конечно, доски лауреатов Ленинской и Государственных премий, премии Ленинского Комсомола производили впечатление. В Физтехе была уникальная атмосфера, когда можно было поймать лауреата в коридоре и провести часы в научных дискуссиях, конечно, если тема того заслуживала. Позднее пришло понимание и огромная благодарность учителям: Жоресу Ивановичу Алфёрову, Борису Петровичу Захарчене, Владимиру Идалевичу Перелю, Борису Васильевичу Царенкову, Михаилу Игоревичу Дьяконову, Виктору Николаевичу Абакумову и многим другим.
Великая история советской науки, конечно, мотивировала нас на научные достижения. Однако, как у всякого нормального студента, особого чинопочитания не было. Было очень интересно. Жизнь была наполнена до краёв. Огромную роль играли научные семинары. Был дух соревнования, позитивная динамика. Бурно развивались новые научные направления, на их основе быстро создавались производства. Было очевидно, что результаты научного труда востребованы.
Мы начинали работать на первой в СССР установке молекулярной эпитаксии, которая пришла в институт из Франции в 1980 году. И 1986 году у нас уже были мировые рекорды по лазерам на квантовых ямах. А к 1987 году уже на советской аналогичной установке, которая создавалась при нашем участии, наши, обученные нами же, конкуренты из лаборатории Дмитрия Залмановича Гарбузова получили мощные лазерные диоды на квантовых ямах с мощностью в несколько ватт, рекордные на тот момент для данной технологии.
Когда мы получили первую премию Учёного Совета ФТИ в 1986 году - нам её вручал Анатолий Петрович Александров, Физтеховец, многолетний президент Академии Наук СССР, один из ключевых руководителей советской атомной программы. Помню, он сказал Жоресу Ивановичу: «Жорес, вручать премию должен ты, как председатель Учёного Совета». На что Жорес Иванович ответил, что «на меня они ещё насмотрятся, а вот то, что им руку пожал сам Анатолий Петрович Александров, они запомнят на всю жизнь».
Наука – всегда международна
С 1982 года, когда Николай Леденцов начал плотно работать в ФТИ имени А.Ф. Иоффе, он защитил здесь две диссертации, став признанным в мире специалистом в области технологии получения и исследования свойств гетероструктур с размерным квантованием. В 1997 году он был избран членом-корреспондентом Российской академии наук. У него больше 840 научных публикаций, его много цитируют, а так называемый индекс Хирша как комплексный наукометрический показатель ссылок на работы учёного выше, нежели считается "нормой" для нобелевских лауреатов – 59 против 30.
Но кроме того Н.Н. Леденцов стал основателем и ныне работает генеральным директором компании VI Systems GmbH в Германии. Эта научно-инновационная фирма разрабатывает и производит оптические системы для передачи данных при сверхвысоких скоростях, а также изготавливает к ним электронно-оптические компоненты. С помощью компании VI Systems была создана российсая компания «Коннектор Оптикс» в Санкт Петербурге.
Фотоника и электроника на высоких скоростях являются крайне важным направлением, когда, мощность процессоров продолжает удваиваться каждый год, а элементы интегральных схем фактически подошли к пределу своих физических свойств и возможностей и следующий, квантовый технологический уклад стучится в двери человеческой цивилизации.
- Вы достаточно быстро – всего через четыре года после окончания института – не только защитили докторскую диссертацию, но и получили медаль "За трудовое отличие" и премию Ленинградского комсомола в области науки и техники. То, что у вас множество публикаций, и вы воспрошенный учёный не только в России, но и в Германии, говорит о большом значении Ваших исследований. А в чём оно, собственно, заключается, это значение?
- Диссертацию кандидата наук Я защитил в 1987 году, через пять лет после окончания института. Это не является особым достижением. Докторская диссертация была защищена ещё через 7 лет. Я к тому времени уже успел поработать год в Германии, несколько месяцев в Великобритании.
Нужно сказать, что Физтех всегда был открыт для международного сотрудничества. Я не говорю о Петре Леонидовиче Капице, который много лет работал в Кембридже и до того как стал директором института Физических проблем в Москве был директором Мондовской лаборатории в Кембридже. Многие учёные Физтеха, включая Жореса Ивановича Алфёрова работали за границей. Жорес Иванович очень тепло относился к своим американским друзьям: Нику Холоньяку, Мортону Панишу, Расселу Дюпьи, Исио Хайаши. Многие из них были частыми гостями Физтеха.
С Германией, конечно, были особые отношения. С сотрудничества с немецкой наукой, собственно, и начинался Физтех, который был создан Абрамом Фёдоровичем Иоффе по аналогии с Физико-техническим государственным институтом Берлина. Сам Абрам Фёдорович был учеником Вильгельма Рентгена, а первые советские научные журналы печатались на немецком языке.
Технический Университет Берлина (пять нобелевских премий по физике), был наиболее важен для научного сотрудничества с отделом Жореса Ивановича Алфёрова. Соответственно, я многие годы сотрудничаю с Техническим Университетом.
Фонд Гумбольда, фонд Фольсквагена, другие организации, очень много сделали для поддержки российской науки и учёных бывшего СССР в самое тяжёлое для российской науки время в начале 90-х годов прошлого века. Сотрудничество, конечно, было взаимовыгодным. Не случайно Государственную премию Российской Федерации за квантовые точки в 2001 году наряду с нами, российскими учёными, получил профессор Технического Университета Берлина профессор Дитер Бимберг. Отмечу, что до этого, за особую роль в советской атомной программе Сталинскую премию первой степени, орден Ленина и звание героя Социалистического труда в 1949 году получил немецкий физик Николас Риль.
Квантовые точки как шаг из хаоса
- Про вас пишут как про участника создания т.н. квантовых проволок и лазера на "квантовых точках". На слух обычного человека это звучит некой фантастикой – ведь как можно создать проволоку из мельчайших частиц материи? Или даже не материи, а бозонных полей взаимодействия или энергии. Как это получается?
- В обычных приборах квантовыми токами «заселяют» активную среду. Это наноразмерные трёхмерные образования, которые либо встроены в монокристаллическую матрицу в большой концентрации, либо используются как одиночные элементы в излучателях фотонов или элементах памяти. Другой тип квантовых точек – нанокристаллиты в аморфных материалах. Напрмиер, цветные стёкла, используемые в витражах и стеклянных сосудах ещё со времён древнего мира, - тоже содержат квантовые точки. В стекле растворяли различные элементы и далее медленным отжигом стекла получали нужный цвет.
Как первыми поняли учёные из Государственного оптического института в Ленинграде (ГОИ)- эффект был связан с образованием нанокристаллитов, а цвет определялся изменением размеров нанокристаллов и соответствующим изменением спектров поглощения. Нужно было объяснить данный механизм, доказать квантовую природу эффекта, определить размеры нанокристаллов, построить теорию. Всё это было сделано в СССР в ГОИ и ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
Наша роль в лаборатории Алфёрова была том, что мы развили технологию квантовых точек для области полупроводниковых приборов на гетероструктурах, каких как диодные лазеры и светодиоды. Проблема была в том, чтобы научиться получать квантовые проволоки и точки с упорядоченной формой и размерами. Иначе хаос уничтожал все потенциальные преимущества и, кроме того, формировались макроскопические объекты, которые генерировали дефекты. Для преодоления этих проблем сильно помогли эффекты самоорганизации на поверхности кристаллов: упорядоченное по форме, размеру и относительному расположению наноостровков, трёхмерных или монослойных, упорядоченное нанофасетирование поверхностей.
Эффекты можно комбинировать. Мы также научились селективно убирать случайно возникающие дефекты путём достаточно простых технологических операций непосредственно в реакторе. Природа настолько многообразна, что, как правило, вопрос лишь в поиске нужного эффекта или комбинации эффектов. Далее – результат получен.
- А как вообще получилось, что вы стали заниматься этими темами? Ведь в 1979 году и электронные компьютеры были ещё новинкою, а уж о квантовых, кажется, вообще никто не думал. То есть чем интересна была именно эта область физики, если учесть, что актуальные ныне проблемы – быстродействие, с которым уже не справляется электронная база вычислительной и прочей техники, суперкомпьютер, квантовые компьютеры – были ещё не актуальны? Или же в ФТИ и Ленинградском электротехническом институте как его "учебной базе" было так сильно устроено предвидение? Или это мы, непосвящённые гражданские, о том не думали, а учёным уже тогда было ясно, к чему всё шло?
- Квантовые эффекты давно используются в физике и технике полупроводников. Туннельный диод, например изобретён в 1957 году. Резонансное туннелирование и эффекты на его основе предсказывались в 60-е годы ещё до того, как были реализованы идеальные гетероструктуры и появилась возможность использования таких эффектов в практических применениях.
Наноструктуры важны и как новые функциональные элементы элементной базы компьютеров, например, использование кулоновской блокады в транзисторах, когерентные взаимодействия электронов в связанных ячейках, так и для построения новых принципов обработки информации. Кстати, и без использования наноструктур, с использованием оптических когерентно-связанных вертикальных лазеров можно реализовывать новые подходы к методам обработки информации.
Элементная база определяет архитектуру системы и возможности. Когда размер элемента приближается к 1 нанометру – то появляется море новых возможностей. С другой стороны и стоимость фабрики по производству интегральных схем с таким разрешением приближается к ста миллиардам долларов. И нужны учёные, нужны инженеры, глубоко-эшелонированное образование во всех отраслях - и материаловедение, и специальная оптика, и специальные лазеры.
Кроме того, нужна и мотивация, пробуждение интереса в обществе. Жорес Иванович Алфёров говорил, что атомные программы СССР и США обусловили более 200 критически важных фундаментальных открытий. Такие программы, естественно, нуждаются в исключительной координации и планировании.
Что же до меня лично, то меня с детства увлекала техника, наука. "Гиперболоид инженера Гарина" Алексея Толстого с замечательным предвидением изобретения лазера – была одной из моих уважаемых книг. И я как-то пришёл на День открытых дверей в Ленинградский Электротехнический институт имени В.И. Ульянова (Ленина), ЛЭТИ, к которому относился и отношусь с большим уважением (Александр Попов, как один их примеров). И там увидел стенды базовой каферды ЛЭТИ в ФТИ. На них как раз говорилось о полупроводниковых лазерах на гетероструктурах, изобретённых и реализованных при основополагающей роли Жореса Ивановича Алфёрова.
В этом смысле, когда шло распределение студентов по лабораториям – у меня не было никаких сомнений. Жорес Иванович сам меня привёл в группу молекулярно-пучковой эпитаксии, с помощю которой, в высоком вакууме на идеально-гладких или упрядоченных поверхностях кристаллов как раз эти структуры и можно получать оптимальным способом.
Квантовые точки и ямы, кстати, поначалу не воспринимались как нечто серьёзное. Так, баловство, сплошные границы раздела – а ведь «каждый специалист знает», что "для хорошей работы прибора всяких там границ надо избегать". В своё время было опубликовано много статетй с предсказаниями, почему лазеры на квантовых точка "принципиально" не могут быть реализуемы. Это сейчас практически все полупроводниковые лазеры работают на квантовых ямах или точках, светодиоды работают на квантовых точках, как на основе эпитаксиальных, так и нанокристаллических "оболочечных" структурах.
У меня сомнений никаких не было, мне было совершенно очевидно, что квантовые ямы лучше, чем толстые слои, а квантовые проволки и квановые точки кардинально лучше квантовых ям. Меняя геометрию квантовых точек вы можете менять физические свойства среды на многие порядки величины. Что вам нужно для конкретного применения, то вы и усиливаете, а что не нужно и вредно – подавляете. Это было понятно с самого начала. Более того, открывались принципиально новые возможности в области генерации одиночных или связанных фотонов, криптографии, квантовой коммуникации, телепортации информации на огромные расстояния.
Кстати, шестую Нобелевскую премию, связанную с Физтехом, в прошлом году получил Алексей Иванович Екимов, замечательный учёный, и, чем я горжусь, научный оппонент моей кандидатской диссертации.
- Кстати, ведь, кажется, вы с Алексеем Екимовым занимаетесь одной темой? Почему, простите за прямоту, он, а не вы? Или тут случай 2009 года с Алексеем Оловниковым, коего вычеркнули как якобы теоретика?
- Его открытие было сделано в 1981 году. Я тогда работал в ФТИ как студент-практикант. И я очень рад за Алексея Екимова. Его премия заслуженна и дана за работы, целиком выполненные в Ленинграде в советских научных учреждениях: в Государственном оптическом институте и ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
Моё направление другое – гетероэпитаксиальные квантовые точки. Точки, встроенные в монокристаллические полупроводниковые матрицы, а не нанокристаллиты в стекле или коллоидные нанокристаллы. У меня был первый пленарный доклад по тематике квантовых точек на наиболее важной в нашей области Международной конференции по Физике Полупроводников в 1996 году.
Я также получил премию молодого учёного престижного Международного Симпозиума по сложным полупроводниковым соединениям за пионерские работы в области гетероэпитаксиальных квантовых точек и лазеров на их основе. Это была первая международная премия для данного направления. Были премии Берлин Бранденбургской Академии наук, наконец, Государственная премия Российской Федерации.
Какие премии важны и какие нужны
- Кстати, о премиях, но отбросив родственные чувства, как бы Вы вообще оценили, - какая концепция награждения учёных премиями полезнее: Нобелевская за заслуги или Леденцовская в поощрение дальнейших исследований?
- Очевидно, что поддержка работ много важнее премии за них. Если работа выполнена успешно, открытие нашло применение, родилась новая ветвь знания, - то награда придёт в любом случае. А вот как доказать, что твоя идея работает, – вот эта задача реально сложная. Нужно пробить стену. Христофор Семёнович Леденцов очень ясно написал в своём завещании, что средства не должны тратиться на премии и медали, а идти исключительно на осуществление и проведение в жизнь открытий и изобретений.
Правда, медаль имени Х.С. Леденцова всё же была учреждена Обществом. Признание заслуг – тоже важно для мотивации учёных и инженеров. Это, конечно, понимали и члены Совета Общества, когда принимали решение о медали. Дело в том, что Христофор Семёнович ещё до создания Общества перевёл на счёт Московского университета 100 тысяч рублей от лица, пожелавшего остаться неизвестным, на цели поддержки науки, и как начальный вклад для создания общества. На эту часть средств ограничения завещания не распространялись, и медаль смогла быть учреждена Советом общества.
Нынешняя «Премия Леденцова» - это, скорее, наследник части тех самых ста тысяч золотых рублей. Так что принципиального противоречия с целями и задачами Общества – у Леденцовской Премии нет.
- Какие вообще чувства Вы испытываете по отношению к своему прадеду? Что родственные – естественно, но всё же это было так давно. Что Христофор Семёнович для вас и вашей семьи сегодня – преданье старины глубокой или именно родной человек в ближнем, так сказать, кругу семейной памяти?
- Я узнал о Христофоре Семёновиче от своего отца. Далее, ещё студентом, начал работать в библиотеках в Ленинграде, в Москве, ездил в Вологду, где встречался с Владимиром Александровичем Рыбниковым, много сделавшем для возрождения интереса к Христофору Семёновичу Леденцову и его делу. Мы обменивалсь информацией. Правнучка Христофора Семёновича Леденцова по линии его другого сына - Христофора Леденцова Нина Дмитриевна Луковцева много сделала для возрождения интерреса к обществу.
Мне история Общества и другие начинания Христофора Семёновича очень интересны и как учёному. Тот же Вологодский Городской Ломбард, который он открыл, будучи городским главой, и на открытие которого он пожертвовал существенные деньги. Странная идея – под малый процент выдавать малообеспеченным людям умеренные кредиты, чтобы избавить их от риска долговой кабалы. И эта странная идея далее превращается в успешное для города финансовое предприятие – начинает приносить городу очень существенную по тем временам прибыль. Главное, - «малообеспеченными слоями» покупаются средства производства, семена, машины, растёт благосостояние и горожан и крестьян, и, соответсвенно, и всего города. Далее, по модели Устава Вологодского ломбарда городские ломбарды создаются по всей России.
Христофор Семёнович обладал врождённым предвидением, усиленным хорошим образованием в Московской практической академии коммерческих наук. Уровень обучения в Академии был очень высок. Так, на восьмом, выпускном курсе читались, в частности, предметы: немецкий, французский, английский языки, бухгалтерия, законоведение, торговое право, техника, корреспонденция, история торговли, химия, технология важнейших производств, политэкономия, коммерческая география, аналитическая химия и др. Имелись богатые лаборатории физики и химии. Исторические науки читались на французском, Экономические - на немецком языке. Х.С.Леденцов заканчивает Академию в 1862 году, получая похвальный лист, дающий право на звание Личного почётного гражданина. Его идеи очень хорошо работали, и за счёт врождённых качеств, и за счёт образования и трудолюбия и за счёт большого практического опыта.
- Какое у Вас отношение к нынешнему возрождению памяти Вашего прадеда в России? Не полагаете ли Вы, что его на государственном уровне надо вознести в круг национальных героев, каковыми считаются учёные, которых поддерживало Общество его имени?
- Христофор Семёнович был исключительно скромным человеком. Лучшим памятником Христофору Семёновичу Леденцову было бы воссоздание его Общества, которое стало конечной целью его жизни. Председатель Совет Общества, Директор Императорского Технического Училища Семён Андеевич Фёдоров писал: "Христофор Семeнович принимал такое деятельное участие, с таким воодушевлением работал, что можно прямо сказать - вкладывал в каждый параграф, в каждую подробность Устава всю свою душу... Всеми нами, кто участвовал с Христофором Семёновичем в общей работе, живо чувствовалось, что Общество им создаваемое, было целью всей его жизни, что оно стало его жизненным и при том культурным подвигом"
Средства Общества хранились в государственных, или правительством гарантированных процентных бумагах. Мне очевидно, что в плане финансового развития, с учётом опыта экономического предвидения Христофора Семёновича, Леденцовское Общество могло бы быть ещё в тысячи раз успешнее, чем его другие общественные начинания и, таким образом, сформировать колоссальные ресурсы для развития российской и мировой науки. Возврат движимого и недвижимого имущества Общества выделенного на на цели Общества – это то, что было бы и по-человечески правильно, и весьма экономически целесообразно.
Или попробовать?
Наследник… через пропасть
Николай Николаевич Леденцов родился в 1959 году в Ленинграде. В принципе, обычная судьба советского городского мальчишки 1960-х годов, юноши 1970-х годов, молодого мужчины 1980-х. Школа, пионерия, комсомол, "рыбные дни" по четвергам. Да, в его конкретном случае – приложение в виде вечно прекрасного Петербурга.
Правда, в подкорке у всех Леденцовых сидело даже не воспоминание, а факт семейной истории: что предок их, Христофор Семёнович Леденцов, был одним из богатейших купцов своего времени в России. Но вложил все свои богатства – а там было под два миллиона рублей, огромная по тем временам сумма – в благотворительное Общество поощрения научных изысканий.
Сам Христофор Семёнович, правда, плодов своего меценатства не увидел: пока регистрация его Общества проходила бюрократические круги, сам он скончался. Но если нам суждено всё-таки заглядывать из посмертья в оставленный здесь мир, то благотворитель был бы рад: его деньги действительно пошли на поощрение и развитие науки в России. Физик Пётр Лебедев, физиолог Иван Павлов, геолог Владимир Вернадский, инженер Николай Жуковский и многие другие, чьи научные изыскания были поддержаны Обществом Христофора Леденцова могли подтвердить эффективность вложенных в них средств.
События 1917 – 1918 годов прервали связь времён. И в отношении науки российской, и внутри поколений семьи Леденцовых. Оба сына мецената и благотворителя оказались репрессированы, один из них, Максимилиан, – как раз по его линии и приходится потомком Христофору ныне живущий Николай – был вообще расстрелян в 1937 году. Благотворительное общество было советским правительством ликвидировано, деньги, что были в России, конфискованы. Небольшое утешение – что на часть этих средств был открыт Радиологический институт, из которого впоследствии вылупился легендарный ленинградский Физтех — альма матер знаменитейших русских физиков, создавших впоследствии Атомный проект. И атомную бомбу как гарант суверенитета России.
Впрочем, истины ради стоит отметить, что тезис о небольшом утешении звучит не столь пессимистически в той исторической реальности, что родилась после революционных событий. Не только деньги остались советской власти после ликвидации ею Общества Леденцова.
Но и Карадагская биологическая станция, которую Общество обеспечивало техническим оборудованием.
Но и библиотека Общества, ставшая библиотекой ВСНХ.
Но и выстроенное на средства Общества здание для Физического института Общества Научного института в память 19 февраля 1861 года, как он официально назывался. И где, между прочим, делались рентгеновские снимки раненному при теракте В.И. Ленину, поскольку только там оставался единственный на то время в Москве рентгеновский аппарат в рабочем состоянии. В этом институте на Миусской площади в Москве, после национализации превращённом в Институт биологической физики, под руководством академика П.П. Лазарева (того самого, что делал рентген-снимки Ленину) начинали научную карьеру будущие советские академики С.И. Вавилов, Г.А. Гамбурцев, В.В. Шулейкин, М.А. Леонтович, Б.В. Дерягин, П.А. Ребиндер. Позднее, в 1934 году, после переезда Академии наук из Ленинграда в Москву, здесь обосновался уже Физический институт АН СССР. И значит, нынешний легендарный ФИАН также в известной степени вырастает из наследия Х.С. Леденцова.
Наконец, основу советскому патентоведению положил Патентный отдел Общества, который был передан после революции в ведение народного комиссариата военных дел.
Лики, как товарищи, смотрят понимающе…
И вот через десятилетия после этих событий в стены Ленинградского физико-технического института вошёл внук Христофора Леденцова – студент-практикант Николай Леденцов.
Не только когда ходишь по коридорам ЛФТИ возникает несколько будоражащее ощущение, словно вот эти полы и стены до сих пор пропитаны образами тех, кто здесь ходил, думал, трудился и спорил до тебя. Нет, даже без ликов на портретах в старых академических институтах прошлое словно дышит с тобою рядом.
Но ЛФТИ даже на этом фоне – нечто особенное. Создатель громадной научной школы на его базе "главный академик" Иоффе. Гениальный теоретик Лев Ландау и гениальный практик Игорь Курчатов. Нобелевский лауреат Николай Семёнов и Нобелевский лауреат Жорес Алфёров. Создатели атомной и водородной бомбы Юлий Харитон и атомной энергетики Анатолий Александров.
- Голова может пойти кругом, Николай Николаевич, нет?
- Я начал работать в «Физтехе» ещё как студент базовой кафедры ФТИ на третьем курсе Ленинградского Электротехнического института.
Конечно, доски лауреатов Ленинской и Государственных премий, премии Ленинского Комсомола производили впечатление. В Физтехе была уникальная атмосфера, когда можно было поймать лауреата в коридоре и провести часы в научных дискуссиях, конечно, если тема того заслуживала. Позднее пришло понимание и огромная благодарность учителям: Жоресу Ивановичу Алфёрову, Борису Петровичу Захарчене, Владимиру Идалевичу Перелю, Борису Васильевичу Царенкову, Михаилу Игоревичу Дьяконову, Виктору Николаевичу Абакумову и многим другим.
Великая история советской науки, конечно, мотивировала нас на научные достижения. Однако, как у всякого нормального студента, особого чинопочитания не было. Было очень интересно. Жизнь была наполнена до краёв. Огромную роль играли научные семинары. Был дух соревнования, позитивная динамика. Бурно развивались новые научные направления, на их основе быстро создавались производства. Было очевидно, что результаты научного труда востребованы.
Мы начинали работать на первой в СССР установке молекулярной эпитаксии, которая пришла в институт из Франции в 1980 году. И 1986 году у нас уже были мировые рекорды по лазерам на квантовых ямах. А к 1987 году уже на советской аналогичной установке, которая создавалась при нашем участии, наши, обученные нами же, конкуренты из лаборатории Дмитрия Залмановича Гарбузова получили мощные лазерные диоды на квантовых ямах с мощностью в несколько ватт, рекордные на тот момент для данной технологии.
Когда мы получили первую премию Учёного Совета ФТИ в 1986 году - нам её вручал Анатолий Петрович Александров, Физтеховец, многолетний президент Академии Наук СССР, один из ключевых руководителей советской атомной программы. Помню, он сказал Жоресу Ивановичу: «Жорес, вручать премию должен ты, как председатель Учёного Совета». На что Жорес Иванович ответил, что «на меня они ещё насмотрятся, а вот то, что им руку пожал сам Анатолий Петрович Александров, они запомнят на всю жизнь».
Наука – всегда международна
С 1982 года, когда Николай Леденцов начал плотно работать в ФТИ имени А.Ф. Иоффе, он защитил здесь две диссертации, став признанным в мире специалистом в области технологии получения и исследования свойств гетероструктур с размерным квантованием. В 1997 году он был избран членом-корреспондентом Российской академии наук. У него больше 840 научных публикаций, его много цитируют, а так называемый индекс Хирша как комплексный наукометрический показатель ссылок на работы учёного выше, нежели считается "нормой" для нобелевских лауреатов – 59 против 30.
Но кроме того Н.Н. Леденцов стал основателем и ныне работает генеральным директором компании VI Systems GmbH в Германии. Эта научно-инновационная фирма разрабатывает и производит оптические системы для передачи данных при сверхвысоких скоростях, а также изготавливает к ним электронно-оптические компоненты. С помощью компании VI Systems была создана российсая компания «Коннектор Оптикс» в Санкт Петербурге.
Фотоника и электроника на высоких скоростях являются крайне важным направлением, когда, мощность процессоров продолжает удваиваться каждый год, а элементы интегральных схем фактически подошли к пределу своих физических свойств и возможностей и следующий, квантовый технологический уклад стучится в двери человеческой цивилизации.
- Вы достаточно быстро – всего через четыре года после окончания института – не только защитили докторскую диссертацию, но и получили медаль "За трудовое отличие" и премию Ленинградского комсомола в области науки и техники. То, что у вас множество публикаций, и вы воспрошенный учёный не только в России, но и в Германии, говорит о большом значении Ваших исследований. А в чём оно, собственно, заключается, это значение?
- Диссертацию кандидата наук Я защитил в 1987 году, через пять лет после окончания института. Это не является особым достижением. Докторская диссертация была защищена ещё через 7 лет. Я к тому времени уже успел поработать год в Германии, несколько месяцев в Великобритании.
Нужно сказать, что Физтех всегда был открыт для международного сотрудничества. Я не говорю о Петре Леонидовиче Капице, который много лет работал в Кембридже и до того как стал директором института Физических проблем в Москве был директором Мондовской лаборатории в Кембридже. Многие учёные Физтеха, включая Жореса Ивановича Алфёрова работали за границей. Жорес Иванович очень тепло относился к своим американским друзьям: Нику Холоньяку, Мортону Панишу, Расселу Дюпьи, Исио Хайаши. Многие из них были частыми гостями Физтеха.
С Германией, конечно, были особые отношения. С сотрудничества с немецкой наукой, собственно, и начинался Физтех, который был создан Абрамом Фёдоровичем Иоффе по аналогии с Физико-техническим государственным институтом Берлина. Сам Абрам Фёдорович был учеником Вильгельма Рентгена, а первые советские научные журналы печатались на немецком языке.
Технический Университет Берлина (пять нобелевских премий по физике), был наиболее важен для научного сотрудничества с отделом Жореса Ивановича Алфёрова. Соответственно, я многие годы сотрудничаю с Техническим Университетом.
Фонд Гумбольда, фонд Фольсквагена, другие организации, очень много сделали для поддержки российской науки и учёных бывшего СССР в самое тяжёлое для российской науки время в начале 90-х годов прошлого века. Сотрудничество, конечно, было взаимовыгодным. Не случайно Государственную премию Российской Федерации за квантовые точки в 2001 году наряду с нами, российскими учёными, получил профессор Технического Университета Берлина профессор Дитер Бимберг. Отмечу, что до этого, за особую роль в советской атомной программе Сталинскую премию первой степени, орден Ленина и звание героя Социалистического труда в 1949 году получил немецкий физик Николас Риль.
Квантовые точки как шаг из хаоса
- Про вас пишут как про участника создания т.н. квантовых проволок и лазера на "квантовых точках". На слух обычного человека это звучит некой фантастикой – ведь как можно создать проволоку из мельчайших частиц материи? Или даже не материи, а бозонных полей взаимодействия или энергии. Как это получается?
- В обычных приборах квантовыми токами «заселяют» активную среду. Это наноразмерные трёхмерные образования, которые либо встроены в монокристаллическую матрицу в большой концентрации, либо используются как одиночные элементы в излучателях фотонов или элементах памяти. Другой тип квантовых точек – нанокристаллиты в аморфных материалах. Напрмиер, цветные стёкла, используемые в витражах и стеклянных сосудах ещё со времён древнего мира, - тоже содержат квантовые точки. В стекле растворяли различные элементы и далее медленным отжигом стекла получали нужный цвет.
Как первыми поняли учёные из Государственного оптического института в Ленинграде (ГОИ)- эффект был связан с образованием нанокристаллитов, а цвет определялся изменением размеров нанокристаллов и соответствующим изменением спектров поглощения. Нужно было объяснить данный механизм, доказать квантовую природу эффекта, определить размеры нанокристаллов, построить теорию. Всё это было сделано в СССР в ГОИ и ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
Наша роль в лаборатории Алфёрова была том, что мы развили технологию квантовых точек для области полупроводниковых приборов на гетероструктурах, каких как диодные лазеры и светодиоды. Проблема была в том, чтобы научиться получать квантовые проволоки и точки с упорядоченной формой и размерами. Иначе хаос уничтожал все потенциальные преимущества и, кроме того, формировались макроскопические объекты, которые генерировали дефекты. Для преодоления этих проблем сильно помогли эффекты самоорганизации на поверхности кристаллов: упорядоченное по форме, размеру и относительному расположению наноостровков, трёхмерных или монослойных, упорядоченное нанофасетирование поверхностей.
Эффекты можно комбинировать. Мы также научились селективно убирать случайно возникающие дефекты путём достаточно простых технологических операций непосредственно в реакторе. Природа настолько многообразна, что, как правило, вопрос лишь в поиске нужного эффекта или комбинации эффектов. Далее – результат получен.
- А как вообще получилось, что вы стали заниматься этими темами? Ведь в 1979 году и электронные компьютеры были ещё новинкою, а уж о квантовых, кажется, вообще никто не думал. То есть чем интересна была именно эта область физики, если учесть, что актуальные ныне проблемы – быстродействие, с которым уже не справляется электронная база вычислительной и прочей техники, суперкомпьютер, квантовые компьютеры – были ещё не актуальны? Или же в ФТИ и Ленинградском электротехническом институте как его "учебной базе" было так сильно устроено предвидение? Или это мы, непосвящённые гражданские, о том не думали, а учёным уже тогда было ясно, к чему всё шло?
- Квантовые эффекты давно используются в физике и технике полупроводников. Туннельный диод, например изобретён в 1957 году. Резонансное туннелирование и эффекты на его основе предсказывались в 60-е годы ещё до того, как были реализованы идеальные гетероструктуры и появилась возможность использования таких эффектов в практических применениях.
Наноструктуры важны и как новые функциональные элементы элементной базы компьютеров, например, использование кулоновской блокады в транзисторах, когерентные взаимодействия электронов в связанных ячейках, так и для построения новых принципов обработки информации. Кстати, и без использования наноструктур, с использованием оптических когерентно-связанных вертикальных лазеров можно реализовывать новые подходы к методам обработки информации.
Элементная база определяет архитектуру системы и возможности. Когда размер элемента приближается к 1 нанометру – то появляется море новых возможностей. С другой стороны и стоимость фабрики по производству интегральных схем с таким разрешением приближается к ста миллиардам долларов. И нужны учёные, нужны инженеры, глубоко-эшелонированное образование во всех отраслях - и материаловедение, и специальная оптика, и специальные лазеры.
Кроме того, нужна и мотивация, пробуждение интереса в обществе. Жорес Иванович Алфёров говорил, что атомные программы СССР и США обусловили более 200 критически важных фундаментальных открытий. Такие программы, естественно, нуждаются в исключительной координации и планировании.
Что же до меня лично, то меня с детства увлекала техника, наука. "Гиперболоид инженера Гарина" Алексея Толстого с замечательным предвидением изобретения лазера – была одной из моих уважаемых книг. И я как-то пришёл на День открытых дверей в Ленинградский Электротехнический институт имени В.И. Ульянова (Ленина), ЛЭТИ, к которому относился и отношусь с большим уважением (Александр Попов, как один их примеров). И там увидел стенды базовой каферды ЛЭТИ в ФТИ. На них как раз говорилось о полупроводниковых лазерах на гетероструктурах, изобретённых и реализованных при основополагающей роли Жореса Ивановича Алфёрова.
В этом смысле, когда шло распределение студентов по лабораториям – у меня не было никаких сомнений. Жорес Иванович сам меня привёл в группу молекулярно-пучковой эпитаксии, с помощю которой, в высоком вакууме на идеально-гладких или упрядоченных поверхностях кристаллов как раз эти структуры и можно получать оптимальным способом.
Квантовые точки и ямы, кстати, поначалу не воспринимались как нечто серьёзное. Так, баловство, сплошные границы раздела – а ведь «каждый специалист знает», что "для хорошей работы прибора всяких там границ надо избегать". В своё время было опубликовано много статетй с предсказаниями, почему лазеры на квантовых точка "принципиально" не могут быть реализуемы. Это сейчас практически все полупроводниковые лазеры работают на квантовых ямах или точках, светодиоды работают на квантовых точках, как на основе эпитаксиальных, так и нанокристаллических "оболочечных" структурах.
У меня сомнений никаких не было, мне было совершенно очевидно, что квантовые ямы лучше, чем толстые слои, а квантовые проволки и квановые точки кардинально лучше квантовых ям. Меняя геометрию квантовых точек вы можете менять физические свойства среды на многие порядки величины. Что вам нужно для конкретного применения, то вы и усиливаете, а что не нужно и вредно – подавляете. Это было понятно с самого начала. Более того, открывались принципиально новые возможности в области генерации одиночных или связанных фотонов, криптографии, квантовой коммуникации, телепортации информации на огромные расстояния.
Кстати, шестую Нобелевскую премию, связанную с Физтехом, в прошлом году получил Алексей Иванович Екимов, замечательный учёный, и, чем я горжусь, научный оппонент моей кандидатской диссертации.
- Кстати, ведь, кажется, вы с Алексеем Екимовым занимаетесь одной темой? Почему, простите за прямоту, он, а не вы? Или тут случай 2009 года с Алексеем Оловниковым, коего вычеркнули как якобы теоретика?
- Его открытие было сделано в 1981 году. Я тогда работал в ФТИ как студент-практикант. И я очень рад за Алексея Екимова. Его премия заслуженна и дана за работы, целиком выполненные в Ленинграде в советских научных учреждениях: в Государственном оптическом институте и ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
Моё направление другое – гетероэпитаксиальные квантовые точки. Точки, встроенные в монокристаллические полупроводниковые матрицы, а не нанокристаллиты в стекле или коллоидные нанокристаллы. У меня был первый пленарный доклад по тематике квантовых точек на наиболее важной в нашей области Международной конференции по Физике Полупроводников в 1996 году.
Я также получил премию молодого учёного престижного Международного Симпозиума по сложным полупроводниковым соединениям за пионерские работы в области гетероэпитаксиальных квантовых точек и лазеров на их основе. Это была первая международная премия для данного направления. Были премии Берлин Бранденбургской Академии наук, наконец, Государственная премия Российской Федерации.
Какие премии важны и какие нужны
- Кстати, о премиях, но отбросив родственные чувства, как бы Вы вообще оценили, - какая концепция награждения учёных премиями полезнее: Нобелевская за заслуги или Леденцовская в поощрение дальнейших исследований?
- Очевидно, что поддержка работ много важнее премии за них. Если работа выполнена успешно, открытие нашло применение, родилась новая ветвь знания, - то награда придёт в любом случае. А вот как доказать, что твоя идея работает, – вот эта задача реально сложная. Нужно пробить стену. Христофор Семёнович Леденцов очень ясно написал в своём завещании, что средства не должны тратиться на премии и медали, а идти исключительно на осуществление и проведение в жизнь открытий и изобретений.
Правда, медаль имени Х.С. Леденцова всё же была учреждена Обществом. Признание заслуг – тоже важно для мотивации учёных и инженеров. Это, конечно, понимали и члены Совета Общества, когда принимали решение о медали. Дело в том, что Христофор Семёнович ещё до создания Общества перевёл на счёт Московского университета 100 тысяч рублей от лица, пожелавшего остаться неизвестным, на цели поддержки науки, и как начальный вклад для создания общества. На эту часть средств ограничения завещания не распространялись, и медаль смогла быть учреждена Советом общества.
Нынешняя «Премия Леденцова» - это, скорее, наследник части тех самых ста тысяч золотых рублей. Так что принципиального противоречия с целями и задачами Общества – у Леденцовской Премии нет.
- Какие вообще чувства Вы испытываете по отношению к своему прадеду? Что родственные – естественно, но всё же это было так давно. Что Христофор Семёнович для вас и вашей семьи сегодня – преданье старины глубокой или именно родной человек в ближнем, так сказать, кругу семейной памяти?
- Я узнал о Христофоре Семёновиче от своего отца. Далее, ещё студентом, начал работать в библиотеках в Ленинграде, в Москве, ездил в Вологду, где встречался с Владимиром Александровичем Рыбниковым, много сделавшем для возрождения интереса к Христофору Семёновичу Леденцову и его делу. Мы обменивалсь информацией. Правнучка Христофора Семёновича Леденцова по линии его другого сына - Христофора Леденцова Нина Дмитриевна Луковцева много сделала для возрождения интерреса к обществу.
Мне история Общества и другие начинания Христофора Семёновича очень интересны и как учёному. Тот же Вологодский Городской Ломбард, который он открыл, будучи городским главой, и на открытие которого он пожертвовал существенные деньги. Странная идея – под малый процент выдавать малообеспеченным людям умеренные кредиты, чтобы избавить их от риска долговой кабалы. И эта странная идея далее превращается в успешное для города финансовое предприятие – начинает приносить городу очень существенную по тем временам прибыль. Главное, - «малообеспеченными слоями» покупаются средства производства, семена, машины, растёт благосостояние и горожан и крестьян, и, соответсвенно, и всего города. Далее, по модели Устава Вологодского ломбарда городские ломбарды создаются по всей России.
Христофор Семёнович обладал врождённым предвидением, усиленным хорошим образованием в Московской практической академии коммерческих наук. Уровень обучения в Академии был очень высок. Так, на восьмом, выпускном курсе читались, в частности, предметы: немецкий, французский, английский языки, бухгалтерия, законоведение, торговое право, техника, корреспонденция, история торговли, химия, технология важнейших производств, политэкономия, коммерческая география, аналитическая химия и др. Имелись богатые лаборатории физики и химии. Исторические науки читались на французском, Экономические - на немецком языке. Х.С.Леденцов заканчивает Академию в 1862 году, получая похвальный лист, дающий право на звание Личного почётного гражданина. Его идеи очень хорошо работали, и за счёт врождённых качеств, и за счёт образования и трудолюбия и за счёт большого практического опыта.
- Какое у Вас отношение к нынешнему возрождению памяти Вашего прадеда в России? Не полагаете ли Вы, что его на государственном уровне надо вознести в круг национальных героев, каковыми считаются учёные, которых поддерживало Общество его имени?
- Христофор Семёнович был исключительно скромным человеком. Лучшим памятником Христофору Семёновичу Леденцову было бы воссоздание его Общества, которое стало конечной целью его жизни. Председатель Совет Общества, Директор Императорского Технического Училища Семён Андеевич Фёдоров писал: "Христофор Семeнович принимал такое деятельное участие, с таким воодушевлением работал, что можно прямо сказать - вкладывал в каждый параграф, в каждую подробность Устава всю свою душу... Всеми нами, кто участвовал с Христофором Семёновичем в общей работе, живо чувствовалось, что Общество им создаваемое, было целью всей его жизни, что оно стало его жизненным и при том культурным подвигом"
Средства Общества хранились в государственных, или правительством гарантированных процентных бумагах. Мне очевидно, что в плане финансового развития, с учётом опыта экономического предвидения Христофора Семёновича, Леденцовское Общество могло бы быть ещё в тысячи раз успешнее, чем его другие общественные начинания и, таким образом, сформировать колоссальные ресурсы для развития российской и мировой науки. Возврат движимого и недвижимого имущества Общества выделенного на на цели Общества – это то, что было бы и по-человечески правильно, и весьма экономически целесообразно.