Свет нанокристалла из провинции
Почему ученые не похожи на героев комиксов, как выправить
кривую закона Мура и почему начинать научную карьеру лучше в регионе, рассказал
в интервью для проекта Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи
в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации
по науке и образованию «Я в науке» физик из Нижегородского государственного
университета имени Н. И. Лобачевского Антон Конаков.
— Антон, в какой области физики вы работаете? Какие
практические задачи помогут решить ваши исследования?
— Область моих научных интересов — физика полупроводников
и полупроводниковых наноструктур. Она позволяет решить задачи, связанные с
развитием полупроводниковой оптоэлектроники, с развитием технологий квантовых
компьютеров. Все эти технологии, если они будут внедрены, безусловно, помогут
развитию экономики России.
— Каких результатов вы уже добились?
— Еще студентом я заинтересовался темой оптоэлектроники
на основе кремния. Кремний — непрямозонный полупроводник, проще говоря, он
очень плохо излучает свет, и потому не может использоваться как активный элемент
в светодиодах или лазерах. Тем не менее, он стал основным материалом для
производства процессоров компьютеров, мобильных телефонов, ноутбуков.
Человечеству давно хочется преодолеть проблему непрямозонности кремния, сделать
оптоэлектронику на его основе. И я думаю, наша научно-исследовательская группа
несколько преуспела в этом направлении.
Мы развили теорию оптических свойств кремниевых
нанокристаллов. Оказывается, что большой «кирпичик» кремния — с миллиметровыми
«сторонами» — излучает плохо, а очень маленький — с размерами всего в несколько
нанометров, такие объекты называют нанокристаллами — намного лучше. Когда вы
используете очень маленький объект, нанометровых масштабов, вы преодолеваете
проблему непрямозонности.
Последний год мы также занимаемся проблемой модификации и
массивных образцов кремния с типичными для традиционной микроэлектроники размерами:
воздействуем на материал ионными пучками таким образом, что меняется его
кристаллическая структура. С новой кристаллической структурой он излучает
намного лучше. Но при этом используемые нами методики совместимы со всеми
традиционными технологиями электроники. И это может сделать их впоследствии
востребованными в промышленности.
Горжусь ли я этими результатами? Я смогу ответить на этот
вопрос много лет спустя, когда увижу, дойдет ли это до конечного потребителя,
произведет ли это революцию или нет.
— А что именно можно будет сделать из излучающих
кремниевых кристаллов?
— Такие нанокристаллы можно будет использовать как
активные элементы в светодиодах и лазерах. Но более интересное применение —
фотонные схемы передачи данных. В них сигнал в плате будет передаваться не за
счет передвижения электронов, как это делается традиционно, а за счет передачи
фотонов, частиц света. Скорость света выше скорости движения любых других
частиц. Поэтому быстродействие таких схем намного превысит быстродействие любых
электронных аналогов.
— Поможет ли это уменьшить размер микросхем? Есть ли тут
связь с законом Мура?
— В последние годы в полупроводниковой технологии
замечено отклонение от закона Мура в меньшую сторону. На старых физических
принципах невозможно получить то быстродействие, которое предсказывает закон
Мура. Чтобы он выполнялся, нужно переходить к новым физическим принципам. И
дело, наверное, не только в масштабировании объектов, хотя использование нанокристаллов
позволит существенно уменьшить размер элементов схемы. Но важнее использование
новых принципов передачи информации, которые не только помогут выправить кривую
закона Мура, но и даже обогнать ее.
— Насколько жизнь ученого насыщена международными и российскими
конференциями? И был ли у вас шанс в таких поездках сравнить уровень российских
исследований по физике полупроводников с зарубежными?
— Жизнь ученого, безусловно, насыщена поездками, и не
только на международные конференции, но и на стажировки, и в лаборатории к
коллегам. Скажем, у меня очень хорошие взаимоотношения с коллегами из Индии. Я
думаю, что отечественная наука в целом, может быть, несколько отстает от американской
или японской.
Что касается конкретно физики полупроводников, то
Российская Федерация, на мой взгляд, — один из мировых лидеров в этом
направлении. Особенно в теоретической физике полупроводников. У нас есть
исторически сложившиеся сильные центры, скажем, Физико-технический институт им.
А.Ф. Иоффе в Петербурге, московские организации, да и Нижний Новгород не сильно
от них отстает. Проблемы, как правило, связаны с экспериментальной физикой,
поскольку 1990-е годы сильно отразились на инфраструктуре. В последние годы
были вложены огромные средства для ее восстановления, для создания новой
инфраструктуры, но нужно время, чтобы ликвидировать зазор между, например,
американскими, и российскими экспериментальными исследованиями. Я думаю, что
очень скоро Россия не просто догонит, а перегонит, потому что уровень наших молодых
ученых сейчас выше, чем у молодежи, работающей в Штатах или в Европе. И мы
выйдем в лидеры, я в этом не сомневаюсь.
— Как вы оцениваете положение дел в российской науке
именно в таких региональных центрах, как, например, ваш? Иногда по научным
статьям складывается ощущение, что основные научные центры в России — это
Москва, Петербург, иногда Новосибирск.
— Я думаю, что с наукой в регионах не все так плохо, как
иногда это подается в СМИ. Безусловно, Москва и Петербург — это крупнейшие
научные центры страны, и по историческим причинам, и из-за концентрации
населения и научных институтов. Там есть хорошая, сформировавшаяся научная
среда. Но я не могу сказать, что в Нижнем Новгороде намного хуже. Нас, пожалуй,
меньше, но квалификация сотрудников у нас очень высокая, не ниже, чем в Москве
и в Петербурге. А в некоторых направлениях — в физике лазеров, в волновой
физике — Нижний Новгород лидер не только в России, но и во всем мире.
Более того, я считаю, что молодежи полезнее начинать свою
карьеру именно с региона. Выучиться в регионе, а уже потом пойти на повышение
—- в Москву, в Петербург, возможно, переехать в Европу. Но регионы как
стартовая площадка подходят лучше, потому что здесь у сильного руководителя
больше возможности уделять время своему ученику. Известна история (это не
анекдот, а истинная правда!), когда один из профессоров на банкете в МГУ
спрашивает молодого человека, сидящего рядом с ним: «А вы у нас студент или
аспирант?». Тот отвечает: «Аспирант». «А какого вы года?», — спрашивает
профессор. «Третьего». «Мммм. А кто ваш научный руководитель?». «Вы,
профессор!». Конечно, в регионах такого не будет.
— Что стоит сделать, чтобы предотвратить постоянный отток
молодых ученых в Москву? И есть ли у вас какие-то советы для тех молодых
ученых, кто стоит перед выбором, где начинать свою карьеру?
С точки зрения карьерного роста, конечно, Москва и
Петербург привлекают всех. Они гораздо ближе к Европе, проще ездить в командировки,
там намного больше возможностей — не получилось в одном месте, можно
перебраться в другое. Поэтому при построении научной карьеры, как и любой
другой, крупные города, крупные экономические центры все равно будут
привлекать.
Но в регионах есть возможность начать что-то свое. Вы
можете занять позицию или преподавателя, или, возможно, научного сотрудника в
лаборатории, и развивать свое исследование, то, что лично вам интересно. И в
регионах меньше давления руководства по получению наискорейших результатов. Может
быть, год-два вы поработаете за оклад и переживете сложный период, но потом
добьетесь собственного результата и сделаете себе на этом имя. На том, что вы
лично привнесли в науку. В Москве и Петербурге это сложнее — вы продолжаете
традиции научной школы, ваше собственное лицо может затеряться за большим
именем вашего института. Другими словами, в регионе вы будете красить место, а
в Москве, скорее, место будет красить вас. Выбирайте сами, что вам больше нравится.
— Расскажите, как обстоят дела с финансированием в вашей
области именно в регионах?
— Вопрос финансирования — острый для всей отечественной
науки. Это во многом отталкивает молодых людей от карьеры в науке. Но я могу
сказать, что в науке в России денег очень много. Да, они распределяются
неравномерно из-за того, что уровень жизни в Петербурге и в Москве выше, и в
целом средний уровень науки там выше. Конечно, деньгами больше «накачиваются»
эти два города, а в регионах меньше ресурсов. Но я повторюсь — и институтов
меньше, а квалификация людей не ниже. Поэтому если у вас есть желание, если вы
готовы бороться за это финансирование, поверьте, вы его получите.
У меня тоже были сложные периоды, когда не было грантов и
было тяжело, но они, как правило, очень быстро заканчивались. Потому что я
продолжал работать, верил в себя, я зарабатывал деньги, которые пускал не
только на поддержание собственной жизни — хватало и на те же самые поездки,
хватало и на обновление инфраструктуры. Одним словом, если вы готовы бороться и
биться, у вас все будет. И в регионе, и в столице.
— Расскажите, пожалуйста, о достижениях российских
ученых, о которых вы недавно слышали, и которые вас приятно удивили.
— Вообще в последнее время уровень экспериментальной
науки и уровень технологии существенно выросли. Последняя новость, которая показалась
мне интересной — то, что в Москве впервые были получены двумерные слои золота.
Двумерные материалы активно исследуются с 2004 года, за них уже присуждались
Нобелевские премии, кстати говоря, премия Константину Новоселову и Андрею
Гейму, родившимся в Советском Союзе. И то, что Россия в некоторых вопросах, касающихся
двумерных материалов, теперь имеет за собой приоритет, очень здорово. Это
говорит о том, что теперь мы не только теоретиками можем похвастаться, но и
классными технологами, классными экспериментаторами. И я думаю, что с течением
времени таких прорывных экспериментальных или технологических результатов будет
становиться все больше.
А что касается того, чем я горжусь в отечественной науке,
я считаю, что очень мало в мире таких личностей, таких ярких молодых ученых,
как в Российской Федерации. Будучи членом Координационного совета по делам
молодежи Совета при президенте по науке и образованию, мне довелось
познакомиться с Максимом Никитиным — лауреатом премии президента для молодых
ученых, который разработал нанороботов. Я думал, что на самом деле это сказка,
и мы еще долго не увидим ничего подобного, но это реальность, и реальность,
сделанная у нас. Максим очень талантливый исследователь, и я горжусь
знакомством с ним. Есть и другие коллеги из Петербурга, Москвы, и из Нижнего
Новгорода, которых я очень уважаю, считаю их большими талантами. Многие из них
— пример для меня. И я считаю, что такой концентрации талантливых молодых
исследователей нет нигде в мире.
— В каком возрасте и почему вы решили стать ученым?
— Я никогда не принимал этого решения, это получилось
само собой. Я всегда хорошо учился в школе, старался быть лучшим учеником.
Поступив в университет, продолжал в том же духе. Постепенно я дорос до
магистратуры, до аспирантуры, влился, втянулся, мне понравилось. Но ни в
детстве, ни в ранние студенческие годы я не думал, что буду впоследствии заниматься
научной работой. Тем не менее, я понимаю, что это лучшее, чем я мог бы
заниматься, с чем мог бы связать свою карьеру.
— А как вы вообще пришли именно в эту сферу? Как выбрали
ее?
— Пожалуй, по стечению обстоятельств. Да, в школе мне
нравилась физика и математика, но я не знал, что есть такой физический
факультет Нижегородского университета. Совершенно случайно в конце 9 класса я
попал туда по приглашению преподавателей, которые рассказывали, что они хотят
сделать курсы для школьников разных школ. Такую большую сборную команду лучших
учащихся из разных школ нашего города. Мне понравилось это, я захотел посещать
эти занятия. Постепенно влился, проникся, мне понравилось. Мне понравились
научные направления факультета, в частности, связанные с физикой твердого тела
и физикой полупроводников. Но мне никогда не давалась экспериментальная работа.
У меня отваливались экспериментальные установки, я разливал воду, меня било током
несколько раз на лабораторных работах. Поэтому я понял, что, видимо, единственное,
чем я мог бы заниматься, — теоретическая физика. Кроме того, математика мне
тоже всегда нравилась, а матаппарат, безусловно, необходим физику-теоретику.
Ну, наверное, так я и остался там, и, собственно, сейчас работаю на той же
кафедре, которую окончил несколько лет назад студентом.
— О чем бы вы хотели предупредить молодых людей, которые
только начинают заниматься наукой? Есть ли какие-то проблемы, от которых вы
хотели бы предостеречь?
— Наверное, современная молодежь считает ученых или
бородатыми отшельниками, или героями из комиксов, вроде как про Железного
Человека. На самом деле романтики в науке мало. Это каждодневный тяжелый труд,
постоянная работа над собой, постоянное саморазвитие. Это жесткая конкурентная
среда, в которой приходится иногда даже воевать, отстаивая свою точку зрения.
Но если вы считаете, что ваша точка зрения истинная — не бойтесь ее отстаивать.
И будьте готовы к тому, что многие будут настроены против вас. Потому что
бывают разные мнения, и только в споре рождается истина.
— Расскажите, если бы вы могли отправить себе письмо из
2019 года на пять – десять лет назад в прошлое, что бы вы написали?
— Если бы я писал себе, например, в 2009-м, я бы
посоветовал доводить все дела до конца. Очень часто получается, что возникает
какой-то хороший научный результат, ты уже начинаешь писать статью, но тут
появляется другой результат, ты пишешь другую статью, и какие-то результаты,
бывает, не доходят до человечества. Это неправильно. И я с этим сейчас активно
борюсь, но осознал я это, к сожалению, не так давно. И, наверное, себе молодому
я бы именно это и написал в записке: «Доводи все до конца, доводи все до
потребителя — общества».
— Посоветовали ли бы вы своему ребенку избрать научную
карьеру?
— Наверное, нет, но не потому, что считаю ее плохим
выбором. Нет, я считаю науку крайне захватывающей и интересной. Но я знаю, как
это тяжело, помню, как было тяжело мне, когда я был студентом и аспирантом. Да
и сейчас не могу сказать, что мне очень уж легко работается. Наверное, никакой
родитель не пожелает своему ребенку столкнуться с теми же трудностями, с которыми
когда-то встретился он сам.
— Расскажите, есть ли у вас любимая книга?
— Пожалуй, моя любимая художественная книга — «Тихий Дон»
Шолохова. Ее я полюбил еще в школе и с тех пор из художественной литературы
лучше ничего не читал. А из профессиональной литературы считаю эталонным,
конечно, «Курс теоретической физики» Ландау и Лифшица. Наверное, никого этим не
удивлю.
— Какого вымышленного персонажа вы хотели бы видеть
сотрудником своей лаборатории?
— Я не знаю. Мне и так хорошо, с обычными простыми
ребятами. Их можно чему-то научить, что-то им дать от себя, мне приятно видеть
их развитие. Всегда считал, что труд «бьет» талант.
— Какие иностранные языки вы знаете, и какой хотели бы
выучить?
— Я разговариваю и пишу на английском, что естественно,
это профессиональный язык ученого. В последнее время в результате общения с
бразильским студентом я заинтересовался португальским, и может быть,
когда-нибудь я изучу его.
— Есть ли у вас какие-то интересные хобби, откуда вы
черпаете силы для работы?
— Не могу сказать, что у меня есть действительно
интересные хобби, но я интересуюсь спортом, смотрю много спортивных трансляций.
Зачастую, когда я вижу успех спортсменов, которого они добиваются, преодолевая
разнообразные трудности, меня это очень мотивирует к тому, чтобы также
преодолевать какие-то трудности на нашей работе. Часто свободное время я
провожу с друзьями за просмотром спортивных соревнований. А в прошлом году
благодаря Чемпионату мира по футболу удалось даже попасть на стадионы.
— Продолжите фразу: «Я в науке, потому что…».
— Я в науке, потому что считаю, что нет ничего более
интересного, чем заниматься научной деятельностью.