78-летний ученый из Ленинграда Алексей Екимов (с конца 90-х живет в США) вмиг стал мировой звездой, войдя в список лауреатов Нобелевской премии по химии 2023 года за создание квантовых точек в электронике. Благодаря его открытию мы сейчас имеем современные телевизоры, смартфоны, солнечные батареи и уникальные технологии в биологии и медицине. Но мало кто знает, что первый весомый труд физика и химика, посвященный квантовому миру, был опубликован в далеком 1981 году в соавторстве с его коллегой Алексеем Онущенко. Но самое интересное – их открытие, перевернувшее науку, получилось… отчасти случайным!
«Нас озарило»
Все началось в Государственном оптическом институте в конце 1970-х, куда Екимов перешел на должность старшего научного сотрудника из физтеха им А.Ф. Иоффе. Тогда он уже закончил кафедру молекулярной физики физфака ЛГУ, был кандидатом наук, обладателем Госпремии СССР и собаку съел на изучении полупроводников – кристаллических веществ.
- Мы работали в лаборатории лазерных стекол под руководством Михаила Толстого. У нас был полный карт-бланш от него, несмотря на то, что мы трудились не по теме лаборатории, - вспоминает Алексей Онущенко. – Некоторые эксперименты у нас заканчивались ничем, были большие потери. А потом, отчасти случайно, коллеги принесли нам образцы фотохромных стекол. Мы их померили и нас озарило: «Ба! Так это же наши любимые экситонные спектры полупроводникового кристалла хлористой меди». Начали разбираться и зафиксировали эффекты изменения спектрального положения экситонных линий в зависимости от размера микрокристаллов - так называемый квантовый размерный эффект.
Описать открытие – еще тот труд, но уже тогда Екимов и Онущенко поняли, что сделали что-то особенное.
- Объясню на примере. Чтобы цветной телевизор работал правильно в плане цветопередачи и разнообразия оттенков, нужно использовать излучатели трех цветов – красный, зеленый и синий. У каждого из таких излучателей есть определенная длина волны излучения. Конечно, изменить длину волны излучателя можно, повлияв на химический состав активной среды, но это все затратно и непросто. Суть же нашего с Екимовым открытия была в том, что спектральную длину волны излучения можно менять гораздо проще – достаточно изменить сам размер этого излучателя, то есть кристаллика. Собственно в этом суть квантового размерного эффекта, экспериментальное наблюдение которого мы описали в статье, опубликованной в журнале «Письма в ЖЭТФ» в 1981 году. А теоретическое описание эффектов размерного квантования в полупроводниковом шаре было выполнено в изящной статье теоретиков из физтеха – Алексея и Александра Эфросов, опубликованной в журнале «Физика и техника полупроводников» в 1982 году. Достаточно быстро стало понятно, что это новая серьезная веха в физических исследованиях, поскольку упомянутые публикации стимулировали проведение работ на нанокристаллах и других объектах с пониженной мерностью во многих научных коллективах по всему миру.
«Алексей Иванович - везунчик»
- Конечно, в каком-то смысле Алексей Иванович везунчик, - признает Онущенко. – Он работал с выдающимися технологами и теоретиками. Провел титаническую работу по получению и фиксированию новых знаний. Но стоит отметить, что статьи по эффектам размерного квантования не имели бы такого большого резонанса без участия высококвалифицированных теоретиков, без громадного технологического задела по получению стеклокристаллических материалов, без рентгеноструктурных методов характеризации образцов, дающие важнейшую информацию о среднем размере выращенных нанокристаллов и их дисперсии по размерам. Последние работы выполнялись в институте химии силикатов имени И.В. Гребенщикова В.В.Голубковым на установке малоуглового рентгеновского рассеяния.
Вот уже больше 20 лет Алексей Иванович живет в Нью-Йорке, куда он переехал с женой и сыном Борисом. Работает в престижной компании Nanocrystals Technology Inc., а с бывшими коллегами из Ленинграда связь особо не поддерживает.
- В некоторых публикациях Екимова использовались результаты, полученные на приготовленных мной образцах без упоминания об этом. При встрече мы подшучивали на эту тему. Последний раз виделись на международной конференции в 2014 году. Уже тогда он не скрывал, что претендует с коллегами на Нобеля.
Конкретно
За Нобелевскую премию по химии Алексею Екимову полагается 10 миллионов шведских крон. По курсу на 5 октября 2023 года, это почти 90 миллионов рублей. Поскольку Екимов взял Нобелевку совместно с двумя американскими коллегами, им придется разделить деньги поровну между собой.
Автор: Дмитрий РОЖДЕСТВЕНСКИЙ