В 1958 году, после окончания МВТУ им.
Баумана в Москве, был распределён на завод «Электровыпрямитель» в Саранск
(Мордовская АССР) — там в 1958-1962 гг. работал инженером, начальником
лаборатории. Дальнейшая научная карьера связана с Физико-техническим институтом
(ФТИ АН СССР, с 1992 г. ФТИ РАН, Санкт-Петербург): занимал должности младшего,
старшего научного сотрудника, заведующего сектором, лабораторией, отделом, Отделением.
В настоящее время — заведующий лабораторией мощных полупроводниковых приборов
Института.
Член-корреспондент АН СССР с 1991 года, академик
РАН с 2008 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и процессов
управления.
Специалист в области мощной
полупроводниковой электроники и импульсной техники.
Академик И.В. Грехов — советский и
российский учёный-физик, один из создателей новой отрасли промышленности в СССР
— силового полупроводникового приборостроения. Основные области его профессиональных
интересов — физика полупроводниковых приборов, силовая полупроводниковая
электроника, импульсная техника.
Проведенный им цикл исследований привел
к открытию нескольких физических явлений, позволивших разработать новые
принципы коммутации больших мощностей полупроводниковыми приборами, увеличившие
на порядки величины их импульсную мощность.
В 1960-1975 гг. он был одним из ведущих
членов коллектива, создавшего в СССР новую отрасль индустрии — силовое
полупроводниковое приборостроение, что позволило радикально снизить
энергозатраты во всех энергоёмких сферах. Выполненные им последующие исследования
физических процессов в электронно-дырочной плазме в полупроводниках дали
возможность на порядки поднять предельную импульсную мощность приборов. Новые
приборы, способные функционировать в диапазоне длительностей от сотен
микросекунд до десятков пикосекунд, нашли применение в системах питания мощных
лазеров и ускорителей, генераторов направленных импульсов электромагнитного
излучения и многих импульсных промышленных технологиях.
Важнейшие мощные импульсные приборы, разработанные
под руководством И.В. Грехова: реверсивно-включаемые динисторы (РВД); дрейфовые
диоды с резким восстановлением (ДДРВ); субнаносекундные обострители мощных
импульсов; интегральные тиристоры с полевым управлением. Большинство приборов
изготавливается на базе кремния, однако ведутся также исследования и разработки
приборов на основе карбида кремния и других полупроводниковых материалов.
Учреждённое с участием И.В. Грехова инновационное предприятие «Мегаимпульс»
производит генераторы с использованием созданных приборов для российских и
зарубежных потребителей.
В 1975 году на крупном научном форуме
IEDM в Вашингтоне И.В. Грехов представил обзор достижений силовой электроники в
СССР того времени. Впоследствии многократно выступал с приглашёнными докладами
по сильноточным твердотельным приборам.
В 1975-1987 гг. им был выполнен цикл
исследований, позволивший на порядки величины увеличить импульсную мощность
полупроводниковых приборов и заложивших основу нового направления — силовой
полупроводниковой импульсной электроники. В 1975 г. он выдвинул идею о
возможности возбуждения ударно-ионизационного фронта в полупроводниковых
структурах, приводящего к их быстрому —субнаносекундному — переключению. Эта
идея была экспериментально подтверждена в 1979 году на диодных, а затем
динисторных структурах. Сейчас все мощные нано- и субнаносекундные
полупроводниковые генераторы с емкостными накопителями базируются на этих
приборах.
В 1983 году И.В. Грехов с сотрудниками
показали, что в определенных условиях процесс восстановления мощного
полупроводникового диода при переключении из прямого смещения на обратное
происходит исключительно быстро — за единицы наносекунд и менее — и может быть
физической базой для разработки мощных размыкателей тока в системах с
индуктивными накопителями. Такие размыкатели — дрейфовые диоды с резким
восстановлением (ДДРВ) — сейчас являются основой наносекундных генераторов
импульсов мощностью до сотен мегаватт. Переключение мегамперных токов за
десятки микросекунд полупроводниковыми приборами стало возможным после того,
как И.В. Грехов с сотрудниками разработали реверсивно-включаемый динистор (РВД)
— прибор тиристорного типа, переключаемый однородно и одновременно по всей
площади полупроводникового элемента любых размеров. На основе РВД разработаны
самые мощные в мире полупроводниковые ключи (0.5 МА, 25 кВ) и много других
устройств с уникальными характеристиками. Импульсные системы микро-, нано- и
субнаносекундного диапазонов, базирующиеся на всех этих приборах, работают
практически во всех развитых странах мира, Россия же сохраняет лидирующие
позиции в силовой полупроводниковой импульсной электронике.
В 2001 году И.В. Греховым с сотрудниками
была показана принципиальная возможность возбуждения в полупроводниках
сверхбыстрых туннельно-ударных ионизационных фронтов и создания мощных
пикосекундных переключателей с уникальными характеристиками, в 2002 году был
создан первый карбидкремниевый прибор импульсной электроники — субнаносекундный
SiC-ДДРВ.
В настоящее время И.В.Грехов совместно с
промышленностью ведет работу по созданию в России новой отрасли — силовой
электроники на основе карбида кремния, создание которой должно привести к
радикальным изменениям в силовой преобразовательной и импульсной энергетике.
Ведется также работа по созданию нового кремниевого прибора силовой электроники
— интегрального тиристора с полевым управлением для мощных высоковольтных
преобразователей.
Другим направлением работ И.В. Грехова в
настоящее время является так называемая «прозрачная электроника» — создание
активных приборов микро- и наноэлектроники, прозрачных в видимой области
спектра, а также исследование эффекта энергонезависимой памяти с неразрушающим
считыванием в среде, состоящей из наночастиц сегнетоэлектрика, окруженных
полупроводниковой оболочкой.
В середине 2000-х под руководством
Грехова была выполнена разработка и организация производства нового поколения
силовых диодов и тиристоров.
В 1980-1990-е годы читал курс лекций
«Основы физики полупроводниковых приборов» студентам Ленинградского
политехнического института. Подготовил более 30 кандидатов наук, 10 его
учеников впоследствии стали докторами наук.
И. В. Грехов — соавтор четырёх книг,
свыше 600 научных статей и 200 изобретений. Имеет более 2400 цитирований своих
научных работ, индекс Хирша — 21. Известна его книга, написанная совместно с И.А.
Линийчуком: «Тиристоры, выключаемые током управления».
Входит в состав редколлегии журнала «Письма
в Журнал технической физики РАН».
Эксперт РАН, член научного совета РАН по
комплексной проблеме «Электрофизика, электроэнергетика и электротехника».
Был участником научно-координационного
совета Федеральной целевой программы по развитию НПК России на 2008-2013 гг.
Член Американского общества электро- и
радиоинженеров; член Европейского общества сильноточной электроники.
На всех коллег сильное впечатление
производило его увлечение спортом: альпинист в течение почти сорока лет, кандидат
в мастера спорта, совершивший свыше 150 восхождений, в том числе пятой
категории сложности, дважды — на «семитысячники», работал инструктором,
участвовал в спасательных работах в горах.
Заслуженный изобретатель РСФСР.
Награжден орденом «Дружбы народов», орденом
Почёта, орденом Дружбы.
Лауреат Ленинской премии, Государственной
премии СССР, Государственной премии РФ, премии Правительства РФ, премии
Правительства Санкт-Петербурга.
В 2017 году вошёл в шорт-лист (топ-10)
премии Глобальная энергия.