Egy fedél alatt

Egy fedél alatt
Beszélgetés Zsorez Alfjorov Nobel-díjas professzorral

Az Európai Fizikai Társulat Irányzatok a fizikában című konferenciáját 2002. augusztus végén tartották Budapesten. Az egyik meghívott előadó Zsorez Alfjorov, a szentpétervári Joffe Műszaki-Fizikai Intézet igazgatója volt, akit 2000-ben tüntettek ki fizikai Nobel-díjjal a nagy sebességű és az optoelektronikai rendszerekben alkalmazott félvezető heteroszerkezetek kifejlesztéséért. Ezekre a szerkezetekre épülnek például az optikai hírközlésben, az optikai adattárolásban, a CD-lejátszók fejében, a vonalkódolvasókban alkalmazott lézerek és az autók féklámpáiban használt fényemissziós diódák.

– Kicsit meghatódva olvastam, hogy a Chagall képeiről ismert városkában, Vityebszkben született, nemzeti ünnepünkön, március 15-én.
– Azt hiszem, Marc Chagall nagyon szerette Vityebszket. Két Chagall-múzeum is van most a városban. Az egyikben a képei láthatók, a másikban, ahol született és nevelkedett, emlékkiállítást rendeztek. Március 15. pedig azért is emlékezetes dátum nekem, mert ezen napon választottak a Szovjet Tudományos Akadémia rendes tagjává.
– Önéletrajzában írja, hogy édesapja – mint a Vörös Hadsereg egyik parancsnoka – Leninnel és Trockijjal is találkozott.
– Sokat mesélt erről az időről. Mindkét vezetőt nagyra értékelte, Trockijt kiváló szervezőnek tartotta. De mindez régen volt. A polgárháború után műszaki akadémián tanult és mérnöki diplomát szerzett. A papíriparban töltött be vezető szerepet. Emiatt sokat vándoroltunk, mert rendszerint elküldték valahová néhány évre, hogy hozzon rendbe egy gyárat, és amikor az üzem már jól működött, egy másik gyárba rendelték. Később a belorusz fa- és cellulózipar vezetője volt 18 éven át. Nyugdíjba vonulása után költözött csak Leningrádba, hogy együtt lehessünk. De miért érdekli a forradalom?
– A régi történek érdekelnek, talán nosztalgiából.
– Nekem is van nosztalgiám. Leginkább a Szovjetunió szétesése miatt. Úgy gondolom, a Szovjetunió nagy ország volt. Persze sok rossz történt, de nagyon sok jó is. Nosztalgiám van például az után az együttműködés után, amelyet a Szovjetunió különböző nemzeteinek laboratóriumaival és a kelet-európai kutatóintézetekkel folytattunk. Utoljára 1979-ben jártam Magyarországon. Pedig nagyon szívesen jövök az önök fizikai intézeteibe, elsősorban a KFKI-ba. Ismerősökkel is találkozom, hiszen voltak magyar posztgraduális hallgatóink a laboratóriumban.
A legrégibb és az egyik legjobb magyar barátom Szigeti György professzor volt, aki részt vett az Európai Fizikai Társaság megteremtésében. Az én tudományos életemben is fontos szerepet játszott. 1968-ban látogatta meg a laboratóriumomat először. Nagyon nagyra értékelte az eredményeinket, és ő ajánlotta, hogy hívjanak meg előadóként konferenciákra. 1970-ben itt, Budapesten rendeztük az első nemzetközi konferenciát a félvezető heteroszerkezetekről.
Akkoriban komoly verseny bontakozott ki a mi csoportunk és néhány amerikai társaság között. Ezen a konferencián jelentettük be új eredményeinket, amelyek nagy hatást gyakoroltak a kollégákra. Szeretném hangsúlyozni, ez az amerikai és szovjet laboratóriumok közötti erős verseny barátságos és nyílt volt.
– Önök egy hónappal az amerikaiak előtt készítették el az első folyamatos üzemű, szobahőmérsékleten működő lézert.
– Az első folyamatos üzemű lézert egy hónappal, az első szobahőmérsékletű, kettős heteroszerkezetű lézereket két évvel az amerikai laboratóriumok előtt állítottuk elő. Ők elősorban az „egyszeres” heteroszerkezeteket kutatták, amelyeknek számos hátrányuk van. A kettős heteroszerkezetek vizsgálatára csak 1969 végén tértek át, amikor egy lumineszcenciás konferencia után meglátogattam a Bell Laboratóriumot, ahol szemináriumi előadást tartottam. Ekkor kezdtünk el versengeni az első folyamatos üzemű félvezető lézer megvalósításán. A folyamatos működéssel azt demonstráltuk, hogy ezek a lézerek felhasználhatók az optikai hírközlésben. Ez volt a félvezető lézerek első és legfontosabb gyakorlati alkalmazása.
Az egy hónap különbség valójában nem számít. Az elsőség szempontjából persze fontos, de mindkét társaság lényegben ugyanazt az eredményt érte el. A Bell Laboratórium és az RCA cég munkatársaival szemben az lehetett az egyik előnyünk, hogy a mi kutatásaink általánosabbak voltak, míg ők a lézerek kifejlesztésére fektették a hangsúlyt. Igen széles területen végeztünk alapkutatást, és nagyon fontosnak tartottuk például annak a kimutatását, hogy a heteroszerkezetek különböző eszközökben használhatók, hatékony injektálási tulajdonságokkal rendelkeznek, s lehetséges az „ideális” és a kettős heteroszerkezetek előállítása.
– Mennyire érzékelték, látták előre kutatásaik jelentőségét?
–1963-tól körülbelül 1965-ig elsősorban elméletileg tárgyaltuk a heteroszerkezetek előnyeit. Világossá vált számomra, hogy ezekkel a szerkezetekkel szinte minden félvezető eszköz, például a lézerek, a napelemek, a nagy teljesítményű germánium egyenirányítók, a különböző tranzisztorok és a tirisztorok működésében javulás érhető el. A kvantumos jelenségek kialakulását azonban nem láttuk előre.
Ma kettős heteroszerkezetet használunk a kvantumos jelenségek és az alacsony dimenziós elektronszerkezetek kutatásához. Az első eredményeket ezen a területen a Bell Laboratóriumban érték el: Dingle és munkatársai a kettős heteroszerkezetek optikai abszorpciójának kutatása során mutatták ki a kétdimenziós elektrongáz kialakulásának lehetőségét. Ezután nagyon jelentős fejlődés indult meg. A Leo Esaki által felfedezett félvezető szuperrácsról mi is úgy gondoltuk, hogy fontos szerepet játszik a fizikai kutatásban és az alkalmazásban. A szuperrács stimulált emissziójáról két elméleti munkatársunk, Szurisz és Kazarinov már 1971-ben közölt dolgozatot. Capasso és munkatársai több mint 20 évvel később alkalmazták ezt a jelenséget a lézerekben.
Tehát tisztában voltunk kutatásaink fontosságával, de a jelenségek kiaknázásához új technológiákat kellett kifejleszteni.
– Milyen eredmények várhatók a következő években?
– Először is szeretném hangsúlyozni, hogy az alacsony dimenziójú elektronszerkezetek rendkívül érdekesek a fizika számára. Például a kvantumos Hall-jelenséget és a törtszámú kvantumos Hall-jelenséget igen vékony félvezető rétegekben vizsgálták. A törtszámú kvantumos Hall-jelenséget a GaAs/GaAlAs-heteroszerkezetben fedezték fel.
Nagyon nehéz megjósolni, hogy mi várható, és mindig a váratlan eredmények a legérdekesebbek. A klasszikus heteroszerkezetek segítségével lényegében az összes félvezető eszköz paramétereit javíthattuk. A kétdimenziós elektrongáz lehetővé tette a nagy elektronmozgékonyságú tranzisztorok előállítását, a lézerek továbbfejlesztését. Ugyanez történhet és történik a kvantumpont-lézerekkel.
A zérusdimenziós elektron-heteroszerkezetek – a kvantumpontok – kétségtelenül sok előnyt nyújtanak a lézerek elkészítéséhez. Rendkívül nagy javulás következhet be például a tranzisztorokban is. De ezek a szerkezetek – véleményem szerint – most a fizikai kutatás szempontjából a legfontosabbak. A klasszikus heteroszerkezeteket már nagyon jól értjük. Lényegében mindent tudunk a kvantumgödrökről. Lehet, hogy néhány dolog még nem világos a szuperrácsokban, de ma már a kvantumpontokon van a sor. Ezek valójában mesterséges atomok, amelyek különböző tulajdonságokkal rendelkeznek. Most az a fő feladat, hogy a kvantumpontok és együtteseik jellemzőit vizsgáljuk Ezektől a kutatásoktól várom a legfontosabb eredményeket a jövőben.
– Professzor úr nemcsak a tudományos életben, hanem az oktatásban és a közéletben is jelentős szerepet játszik. Tavaly megbízták annak a bizottságnak a vezetésével, amely a kiégett reaktor-fűtőanyagok oroszországi importját felügyeli.
– Éppen egy éve egy nemzetközi anyagtudományi konferencián voltam Szingapúrban, amikor az atomenergia-ügyi miniszter Putyin elnök kérésére felhívott és felkért a bizottság elnöki tisztére. Olyan embert kerestek, aki külföldön is, belföldön is hiteles. Nem mondhattam nemet, de megfogalmaztam, hogy a mi fő feladatunk csak annak az ellenőrzése, hogy az atomenergia-ügyi minisztérium a megfelelő biztonsággal hajtja-e végre ezt a munkát. A bizottságban ezért a terület szakembereinek kell helyet kapniuk. A másik fontos szempont, hogy a pénz útjának teljesen követhetőnek kell lenni.
Ez a terület persze messze van a félvezető fizikától, de a bizottság feladata elsősorban az ellenőrzés. A befolyt összegből pedig finanszírozni kell az ipar, a nukleáris hulladék kezelésének fejlesztését, és a tudományt is támogatni kell. A bizottság azonban még nem állt fel, és tudományos kiadásokra eddig egyetlen fillért sem kaptunk.
– Szűkebb hazájában, a Joffe intézetben – a kedvezőtlen anyagi körülmények ellenére – különleges oktatási-kutatási központot alakított ki.
– Az intézet alapítását követő évben Joffe már fizikai-mechanikai tanszéket hozott létre a műszaki egyetemen. Amikor 1987-ben a Joffe intézet igazgatója lettem, azonnal új rendszert dolgoztam ki, amelyben a képzést a középiskolára is kiterjesztettem. Alapítottunk tehát egy fizikai-műszaki középiskolát a Joffe intézetben és egy új tanszéket a műszaki egyetemen. Korábban, még 1973-ban alapítottam egy tanszéket az elektrotechnikai intézetben: ennek a hallgatói lényegében mindent a Joffe intézetben tanulnak, és nagyon korán elkezdik a laboratóriumi munkát. Ezzel a rendszerrel természetesen igen jó eredményeket érünk el, mert számos korábbi hallgatónk válik munkatársunkká. Különösen most, amikor a tudomány presztízse hanyatlik, nagyon fontos, hogy „megfertőzzük” a diákokat a tudománnyal.
Véleményem szerint szükség van arra, hogy a középiskolások, az egyetemi hallgatók és a kutatóintézet munkatársai egy fedél alatt dolgozzanak, és együtt vegyenek részt szemináriumokon, előadásokon. Nehéz, de szerencsés kimenetelű küzdelemben megkaptam a pénzt az új tudományos központ létrehozásához. Éppen most készül a második épület, ahová elsősorban modern felszereléssel ellátott, új laboratóriumokat akarunk telepíteni. Hihetetlenül nehéz legyőzni a bürokratikus akadályokat, amelyek az utóbbi időben megsokasodtak, de a Nobel-díj segít a tervek megvalósításában.
– Professzor úr, 1978 óta ön volt az első olyan orosz kutató, aki tudományos Nobel-díjat kapott. Remélem, nem kell újabb 22 évig várni, hogy tanítványai is hasonló elismerésben részesüljenek.
– Én is remélem. A tudomány ma nehéz helyzetben van Oroszországban. Tudom, hogy néhány eredmény megfelel a Nobel-díj szintjének, de ezek jórészt még a szovjet időkben születtek. Ezért is szeretném, ha lennének új orosz Nobel-díjasaink.

Az interjút készítette: Silberer Vera

Természet Világa, 133. évfolyam, 11. szám, 2002. november
https://www.chemonet.hu/TermVil/
https://www.kfki.hu/chemonet/TermVil/

Vissza a tartalomjegyzékhez