Эксперимент как путь к открытию

В Институт физики металлов Владимир пришел еще студентом первого курса физфака Уральского государственного университета. На кафедре оптики и спектроскопии полупроводников в УрГУ, где он с однокурсниками занимался научной работой, им предложили на выбор три лаборатории ИФМ, где можно было попробовать свои силы. Неверов выбрал лабораторию полупроводников. Его научным руководителем стал старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Ю.Г. Арапов. А лабораторию тогда возглавлял академик И.М. Цидильковский. Это время совпало с началом перестройки и переездом лаборатории в корпус А. Так что уязвимость академического учреждения в период экономического кризиса начинающий ученый мог наблюдать непосредственно в его стенах. Поэтому когда Владимир Неверов уже официально пришел устраиваться на работу в ИФМ после окончания УрГУ в 1992 году, он достаточно четко представлял свои перспективы. За 12 лет прошел путь от стажера-исследователя до старшего научного сотрудника.                

Владимир — экспериментатор. Работа, за которую он получил Государственную премию для молодых ученых, называется «Новые закономерности квантовых кинетических явлений в гетероструктурах на основе германия и кремния». Это одно из основных направлений исследований лаборатории. Здесь изучают свойства гетероструктур классических полупроводников, таких, как германий / германий-кремний. Исследуются очень тонкие слои германия и твердого раствора германия и кремния. Их толщина находится в интервале от 100 до 300 ангстрем (один ангстрем равен 10 ^-10 метра или 10 нанометрам).

В середине двадцатого века физика полупроводников искала материалы, наиболее перспективные для развития технологий. Поэтому велось изучение большого количества разных полупроводников. Выяснилось, что для электронных приложений больше всего подходит кремний, а для оптических — арсенид галлия. Кремниевые полупроводники широко используются в компьютерах. В настоящее время физика низкоразмерных систем переживает подобный период, а именно — период выбора гетеропар полупроводников, наиболее подходяших для технологического применения. Лидером в технологических приложениях являются гетероструктуры на основе арсенида галлия, но исследование других гетеросистем (в том числе и более дешевых германий– кремний) продолжается.               

Устойчивый и все возрастающий интерес к двумерным электронным системам наряду с потребностями электронной техники связан с поиском фундаментальных закономерностей, существенных для физики конденсированного состояния. Новыми особенностями в неупорядоченных двумерных системах обладают локализованные электронные состояния, формирование которых при внешних воздействиях порождает разнообразные переходы металл–диэлектрик. Взаимодействие между электронами также играет особую и весьма значительную роль в двумерных системах и приводит к качественно новым закономерностям в различных явлениях.

По словам Владимира, в фундаментальном плане предстоит еще многое изучить и понять — например, как меняется валентная зона германия. Так что поле для дальнейших исследований по этому направлению науки весьма обширно. А в организационном плане проблемы у него такие же, как у большинства экспериментаторов — не хватает средств для приобретения более современного оборудования, а также расходных материалов для проведения экспериментов. Правда, по сравнению, например, с УрГУ, ИФМ находится в лучшем положении. Для вузовской науки жидкий гелий, необходимый для проведения экспериментов при низких температурах, практически недоступен. А в Институте физики металлов с трудом, но все-таки находят пути его приобретения. И оборудование на постоянном токе здесь соответствует мировому уровню, хотя установки на переменном токе пора модернизировать.

Связи с альма-матер Владимир Неверов никогда не терял. Он читает там курс лекций, поэтому хорошо знает о состоянии вузовской науки. По его мнению, сегодняшние студенты поступают в университет менее подготовленными, чем его бывшие однокурсники. Заполнять пробелы школьных знаний приходится не только на студенческой скамье, но и в первое время работы в академическом институте.

Конечно, бывшие троечники иногда добиваются в науке больших результатов, чем круглые отличники. Но если человек окончил университет с отличием, вероятность, что он будет хорошим научным сотрудником, у него выше, чем у троечника.

В последнее время, говоря о назначении фундаментальной науки, часто забывают, что помимо открытия фундаментальных закономерностей, новых материалов и свойств фундаментальная наука — это еще и школа. И от ее уровня напрямую зависит уровень мировых технологий. Без академической науки не только невозможно представить движение вперед, но даже существующий уровень технологий удержать будет весьма проблематично.      

На мой вопрос, как он относится к популярным в последнее время численным методам исследования, для которых не нужно дорогостоящего оборудования и расходных материалов, Владимир Николаевич ответил:

— С появлением персональных компьютеров физика отчасти обогатилась, отчасти деградировала. Что такое численный эксперимент? Посчитал — получил набор чисел. Но за этими цифрами трудно увидеть физический смысл. Нужно приложить дополнительные усилия, чтобы понять, что дают различные физические механизмы процесса. Вот как раз этот шаг зачастую и не делается, ведь результат — численная кривая — уже получен. Численными методами открытие сделать невозможно, для этого нужен эксперимент.

Т. ПЛОТНИКОВА
На снимке: Владимир Неверов около установки
для измерения гальваномагнитных эффектов.