Heppitaxy-land — 80 лет со дня рождения Сергея Стенина

1 сентября — день рождения Сергея Ивановича Стенина — блестящего ученого, талантливого организатора, основателя научной школы, выпускника НГТУ НЭТИ.

Сегодня ему бы исполнилось 80 лет. Во многом именно благодаря этому человеку Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН стал известной в мировом сообществе научной организацией с множеством первоклассных исследователей в своём коллективе. Сергей Иванович родился в Ленинграде, окончил Новосибирский электротехнический институт (сейчас НГТУ НЭТИ) и в 1966 году начал работать в Институте физики полупроводников СО АН СССР. В то время мало кто предполагал, что полупроводник станет главным действующим лицом технического прогресса. Сергей Стенин был первопроходцем, основоположником, идеологом метода молекулярно-лучевой эпитаксии в Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН и в нашей стране в целом. XXI век с его характерными чертами — доступом к информации почти из любой точки мира, возможностью общаться, даже находясь на разных континентах, сохранять гигантские архивы на миниатюрных носителях — обязан своим обликом полупроводникам. Основа каждой микросхемы телефона или компьютера — тончайшая пленка полупроводникового кристалла. Ее выращивание требует особой технологии, а синтез пленок для приборов, работающих в космосе, на линиях связи, в силовой электронике — высочайшего мастерства и новейших научных достижений.  Метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) позволяет тонко варьировать состав: буквально программировать свойства полупроводниковых материалов и создавать новые наноструктуры для электронной промышленности, а также исследовать закономерности строения вещества на субатомном уровне. Молекулярно-лучевая эпитаксия — становление «В конце семидесятых годов XX века никто не знал, что собой представляет этот метод, какое оборудование потребуется, как оно должно функционировать. А Сергей Иванович со свойственной ему энергией начал создавать такие установки, чтобы на них можно было работать, вести исследования. В создании и развитии метода МЛЭ Сергей Иванович был лидером в масштабах страны, соответственно, наш институт, (как, впрочем, и сейчас), был ведущей организацией в этой области. У нас проводились конференции по эпитаксиальным технологиям, собирались совещания, симпозиумы», — рассказывает директор ИФП СО РАН, академик Александр Васильевич Латышев, ученик Сергея Стенина. «Первая установка, которую мы сделали и запустили в 1979 году, называлась «МАВР». Во время ее создания я практически жил в нашем СКТБ СЭ и АП (специальное конструкторско-технологическое бюро специальной электроники и аналитического приборостроения, с 1991 года КТИ ПМ — прим. авт.). Основное место действия — комната с 20 кульманами, где 20 конструкторов готовили техническую документацию на нашу установку. Сергей Иванович руководил лабораторией №16 «Эпитаксии из молекулярных пучков», отвечал за все этапы: разработку сверхвысоковакуумный технологии, создание комплекса установок», — говорит заведующий отделом ИФП СО РАН, доктор физико-математических наук Олег Петрович Пчеляков, ученик С.И. Стенина. Дальше процесс только набирал обороты: оборудование развивалось, модернизировалось, оснащалось диагностическими системами для мониторинга качества пленок во время их роста. «Идеология Стенина была в том, чтобы сделать среду, где происходил рост пленок, максимально чистой, и при этом контролировать процессы с помощью разных электронно-зондовых оптических методов. То есть получать информацию о происходящем на поверхности пленки прямо во время синтеза — в динамике. Мы это делали при помощи эллипсометрии и метода дифракции быстрых электронов. Первые дифрактометры для применения в сверхвысоковакуумных установках разработали мы с Леонидом Валентиновичем Соколовым. Метод эллипсометрии (как и сами эллипсометры) тоже полностью создан и доведен до совершенства в нашем институте», — добавляет Олег Пчеляков. Эллипсометрия играет очень важную роль в технологии создания полупроводниковых структур «кадмий—ртуть—теллур» (КРТ), которые используются для производства фотоприемников, сверхчувствительных к инфракрасному излучению широкого спектра, перекрывающих все окна прозрачности атмосферы. Институт физики полупроводников им А. В. Ржанова занимает флагманские позиции в изготовлении этих стратегически важных структур как в России, так и в мире. «Благодаря разработке оборудования для молекулярно-лучевой эпитаксии в ИФП СО РАН удалось развить технологию и создать производство МЛЭ КРТ. Интенсивное развитие технологии КРТ происходило уже после ухода Сергея Ивановича Стенина, но начиналось оно в его лаборатории. Помню такой эпизод: Стенин уехал отдыхать в Сочи и взял с собой кипу научных статей, а вернувшись сказал: «Я понял, какой должна быть технология молекулярно-лучевой эпитаксии: область, в которой происходит напыление (там, где стоят источники и подложки) нужно всю закрыть экраном, охлаждаемым жидким азотом». Таким образом, вымораживаются все посторонние газы, осаждаясь на этот экран. И действительно, развитие пошло по этому пути: в наших установках для выращивания КРТ стоит охлаждаемая жидким азотом панель», — вспоминает коллега Сергея Стенина, главный научный сотрудник лаборатории молекулярно-лучевой эпитаксии соединений A₂B₆ ИФП СО РАН, доктор физико-математических наук Юрий Георгиевич Сидоров.

В сотрудничестве с Опытным заводом СО РАН специалисты института физики сделали на продажу порядка 40 установок молекулярно-лучевой эпитаксии. Это оборудование есть в НИИ и вузах Сибирского региона, Москвы, Беларуси и Болгарии.

За разработку трехкамерной установки молекулярно-лучевой эпитаксии коллектив ее создателей, включая С.И. Стенина (посмертно), в 1993 году был удостоен Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники.

«Именно такую установку мы передали по контракту в 1988 году болгарскому Институту прикладной физики в городе Пловдив. А позже ИФП вместе с Опытным заводом СО РАН был главным производителем установок молекулярно-лучевой эпитаксии в России. Каждая из них занимала 36 квадратных метров, содержала огромное количество электроники. Это был один из крупнейших проектов в Сибирском отделении на тот момент», — констатирует Олег Пчеляков.

Научные интересы Сергея Ивановича Стенина лежали в области материаловедения: исследования дислокаций, дефектов в структурах, изучения процессов на поверхности полупроводников на атомарном уровне.

«Поиск дислокаций — одна из ключевых тем: ведь пленку растили все и надо понять, какие возникли дефекты, как от них избавиться — найти механизмы для этого. Именно Сергей Иванович начал использовать методы электронной микроскопии, направление развивал Александр Леонидович Асеев, позже в эту группу пришел и я», — говорит Александр Латышев.

Научная школа Сергея Стенина

Как объясняет директор ИФП СО РАН, в институт он попал, еще учась на третьем курсе Новосибирского государственного университета. Сергей Иванович увлек студента своим энтузиазмом, вдохновением, хотя понятие «эпитаксия» тогда было малоизвестно. А в 1980 году Сергей Иванович, увидев на конференции результаты работ японских ученых, продемонстрировавших изображения моноатомных ступеней на поверхности кремния, поставил задачу разработки метода сверхвысоковакуумной отражательной микроскопии в своей лаборатории. Александр Латышев первым зарегистрировал быстродвижущиеся при высокой температуре моноатомные ступени.

Научная школа Сергея Стенина включает множество известных в России и мире имен: председатель Сибирского отделения РАН с 2008 по 2017 год, третий директор института академик Александр Леонидович Асеев; директор ИФП СО РАН академик Александр Васильевич Латышев; заведующий отделом ИФП СО РАН, лауреат Государственной премии РФ, доктор наук Олег Петрович Пчеляков; главный научный сотрудник ИФП СО РАН, доктор наук Юрий Георгиевич Сидоров; ведущий научный сотрудник ИФП СО РАН, кандидат наук Александр Иванович Торопов; заведующий лабораторией ИФП СО РАН, кандидат наук Валерий Владимирович Преображенский — ученики Сергея Ивановича.

«На встречу со Стениным меня позвал Александр Леонидович Асеев, мне очень импонировала активная деятельность лаборатории Сергея Ивановича, и я как-то сразу к нему прикипел и перешел из лаборатории Александра Наумовича Александрова. Сергей Иванович был прекрасный педагог: одновременно в нем сочетались и жесткость, и мягкость — он умел найти подход к каждому. Например, его правки моих статей в первый момент расстраивали: ведь только что написанная статья как новорождённый ребёнок — чрезвычайно сложно принять критику. Но на самом деле комментарии, предложения Сергея Ивановича приносили огромную пользу, — в итоге получались очень хорошие работы», — делится Олег Пчеляков.

О таланте Сергея Стенина учить, воодушевлять собственным примером говорит и Александр Латышев: «Он умел увлечь, зажечь, сам глубоко понимал в проблеме, быстро схватывал и обязательно тебя выслушивал, погружался в задачу. Он был прирожденным учителем и тратил себя на эту деятельность легко, с удовольствием. В спорах вел себя не как большой босс, а на равных: выдвигал варианты, оспаривал, доказывал. Выглядел как мальчишка (теперь я это понимаю), защищая свою точку зрения, но при этом соглашался, если был неправ».

«Heppitaxy-land»

Коллеги и ученики Сергея Ивановича отмечают его блестящие организаторские способности, прекрасное чувство юмора.

«Он устраивал семинары в лаборатории: для одного из них был сделан плакат с интересным заголовком. Если к английскому слову «epitaxy» добавить букву «h», то по звучанию будет походить на «happy» — счастливый. Так вот, на семинаре висел большой плакат с заголовком «Heppitaxy-land» и нарисованы люди, устремляющиеся в установку молекулярно-лучевой эпитаксии!» — рассказывает Юрий Сидоров.

«Стенин был великий мудрый стратег, который предвидел все наперед и четко расставлял приоритеты. Если говорить в современной терминологии, то как топ-менеджер, научный организатор Сергей Иванович был великолепен: он все доводил до конца, при этом не довлел над подчиненными, а именно руководил —  курировал», — подчёркивает Александр Латышев.

В фильме, посвященном памяти Сергея Ивановича Стенина, снятом по заказу ИФП СО РАН в 2008 году, Нобелевский лауреат, академик Жорес Иванович Алферов, вспоминая Стенина, говорит, что результаты в науке определяются не столько выбором направления исследования, сколько личностью того, кто ведет научную деятельность. Плоды работы Сергея Ивановича, достижения его учеников — идеальное доказательство этого тезиса.

На фото:

Д. ф.-м. н. Сергей Стенин

Установка молекулярно-лучевой эпитаксии (Фотоархив СО РАН, фото Р. Ахмерова)

Установка МЛЭ, (фотоархив СО РАН, фото А. Полякова)

Здание ИФП СО РАН в 1970 году. (Фотоархив СО РАН)

Приказ об организции лааборатории С. И. Стенина