О графене, Андрее Гейме, Михаиле Ковальчуке и «Роснано» рассказывает профессор Александр Цаленчук

«В 2009 году советовал «Роснано» пригласить Гейма»

О графене, Андрее Гейме, Михаиле Ковальчуке и «Роснано» в интервью «Газете.Ru» рассказывает профессор Александр Цаленчук

Александр Цаленчук в 2009 году говорил «Роснано» о том, что графен можно и нужно развивать в России

Фотография: rhul.ac.uk

  Николай Подорванюк

О российской науке и происходящих в ней процессах в интервью «Газете.Ru» рассказал научный руководитель группы квантовых измерений Национальной физической лаборатории (Великобритания) Александр Цаленчук, работавший до 1999 года в Институте кристаллографии РАН.

— Вы работаете за рубежом последние 14 лет. Как оцениваете современный уровень российской науки? Он вырос за последние годы или падает все больше и больше?
— На самом деле я начал работать на Западе с 1989 года, но первые лет 10 делил свое время между Россией и Швецией, пока не осел там постоянно. 11 лет назад переехал в Великобританию.

Я бы сказал, что в России по-прежнему есть очень много сильных ученых. Это говорит о том, что научная школа в России еще сохраняет сильные позиции.

Но уровень науки не определяется только уровнем отдельных ученых. Важен системный уровень, и, на мой взгляд, уровень науки как целого в России исключительно низкий.

— Не думали ли вы вернуться в Россию и податься, скажем, на «мегагрант»?
— Мне предлагали в это поиграть, но я к этому настороженно отношусь. Некоторые гранты были даны людям исключительно достойным. Как, например, Александру Кабанову из МГУ, с которым, как я видел, «Газета.Ru» сотрудничает. Но я знаю и другие примеры, когда берут заграничного ученого, говорят ему, мол, давай ты подпишешь заявку, мы там деньги получим, а дальше скажем, что и когда писать. Поэтому я не до конца понимаю механизм распределения «мегагрантов». Безусловно, это штука хорошая, и хороших ученых надо приглашать возвращаться или каким-то иным способом использовать их опыт — так делают все страны. Но, конечно, есть и будут возникать конфликты, когда кто-то будет обижаться: почему тому, кто уехал, дают на два года крупный «мегагрант», а у меня, который остался в стране, остается моя мизерная зарплата. Мне кажется, что должны быть «мегагранты» и для российских ученых, а система их распределения должна быть понятна и прозрачна.

— А не взаимодействовали ли вы, скажем, со «Сколково»?
— Со «Сколково» — нет. Но у меня было некое взаимодействие с «Роснано», когда они создавали собственную метрологическую сеть, которая должна обеспечивать нанотехнологии метрологической поддержкой, и делали они это довольно грамотно. В итоге взаимодействия с большим «Роснано» не получилось, но я проникся идеей. Она, как мне представляется, состояла в том, чтобы создать (или купить) высокотехнологичные производства, которые сделают науку востребованной.

Напрямую же «Роснано» науку не поддерживали вообще, и ученые на них сильно обижались.

Придешь к ним с научной идеей — они сначала посоветуют ее осуществлять на свои деньги: мол, пусть сначала штучка появится, и вот только тогда эту штучку мы внедрим. А наука должна быть востребована в обществе каким-то образом. Промышленности такой, которая востребовала бы новую науку, новые технологии, сейчас в России нет. Я с роснановцами тоже спорил: вот вы строите завод по производству светодиодов. Непонятно, зачем такой завод строить, если можно купить в Китае отличные экономичные светодиоды. Или же производство полупроводниковых элементов с линейным разрешением оборудования 90 нм — это же прошлый век! Недавно «Интел» в Ирландии построил производство в 45 нм, потом эта цифра уменьшилась еще и еще, и получается, что мы строим то, что было два поколения назад.

— То есть в «Роснано» стараются если не догнать и перегнать, то хотя бы увязаться следом?
— Они стараются догнать и перегнать. Но самые современные технологии им никто не продаст, а своих нет. И новые не создаются, в частности, потому, что заказов на них нет: им неоткуда прийти. А следовательно, нет денег. Поэтому мы все больше отстаем и в фундаментальной науке, и в технологии. Это замкнутый круг, который нужно разорвать, прежде чем замахиваться на прорывные, революционные технологии.

— Какие, например?
— Когда я был в 2009 году в России и разговаривал с начальниками «Роснано», я говорил, что графен — это одна из тех тематик, которую можно и нужно развивать в России. Потому что есть и традиции, есть гениальные Гейм и Новоселов, которые здесь, в России, учились, есть лаборатория в Черноголовке, где работает Сергей Морозов. Кроме того, это вещь совершенно новая, яркая, технологий пока нет, но есть понимание замечательных свойств этого материала. И поскольку нельзя успешно конкурировать в том плане, чтобы производить известные продукты дешевле и в больших количествах, то лучше делать что-то абсолютно новое и пытаться не догнать, а перескочить.

«Роснановские» начальники меня внимательно выслушали, фамилии Гейма и Новоселова записали, Морозова тоже. Насколько я знаю, ничего не произошло.

Самое смешное, что еще в 2007 году я говорил своим английским менеджерам (а в то время они искали нового главного научного советника лаборатории): давайте приглашать Гейма. На что мне было сказано: Гейм не является членом Королевского общества, то есть у него недостаточно высокий уровень, чтобы мы его приглашали. Королевское общество — это исключительно престижный клуб выдающихся ученых, в чем-то аналог нашей академии, но без своих научных институтов.

Я тогда — это все задокументировано — менеджерам возразил: «Гейм будет избран в Королевское общество и получит Нобелевскую премию, только тогда будет поздно его звать».

В том же году Гейм был избран в Королевское общество, а три года спустя получил Нобелевскую премию, и я написал менеджерам e-mail с заголовком «Как Национальная физическая лаборатория профукала Нобелевскую премию» и приложил все свои предыдущие письма. На это они ответили: «А вы не знаете, кто получит следующую Нобелевскую премию?» Как будто, если бы я угадал, кто получит следующую, они меня послушали бы… Так что менеджеры нигде в мире не отличаются особой прозорливостью.

— Чего еще не хватает для того, чтобы сделать российскую науку востребованной?
— Создание наукоемкой индустрии, пусть на заимствованных технологиях, — это процесс долгий, но организации типа «Роснано», созданные как государственный инвестиционный механизм, как-то пытаются его стимулировать. То есть политическая воля и финансирование вроде бы имеются. Нужно вновь поверить в себя — в то, что в России можно создавать новое и увидеть, как это новое находит применение. К сожалению, в обществе о науке мало что известно, о ней мало кто рассказывает, она не имеет авторитета. Хотя, конечно, есть попытки, например, Михаил Ковальчук вел (или до сих пор ведет) телепередачу на канале «Культура». Хотя он не такой харизматичный, как Сергей Петрович Капица, на которого даже как-то психи с топором бросались — как на олицетворение всей науки, от которой, как известно, все беды...

— А расскажите, пожалуйста, про Ковальчука. Вы ведь работали в Институте кристаллографии до отъезда за рубеж и, наверное, его знаете?
— Я его знаю с младых ногтей, года с 1974-го. Я тогда серьезно увлекался историей и археологией и с упоением слушал рассказы Мишиного тестя, историка, академика Юрия Полякова, о неолитических стоянках Подмосковья и т. д. Несмотря на давнее знакомство, с самим Ковальчуком мы тесно никогда не общались и сейчас связь не поддерживаем.

Помню, в конце 1990-х его кандидатуру на пост директора (а затем и в член-корреспонденты) поддерживали не только сотрудники института, но и сильно толкали влиятельные академики: мол, молодой, толковый, энергичный, из академической среды...

— Ну как в наше время можно себя выдавать за того, кем не являешься?! Ученый — это, конечно, не хоккеист (сколько голов забил, сколько точных передач сделал...), но тоже всем людям науки все известно. Близкой мне наукой он не занимается, но статьи по своей специальности, как я вижу, регулярно публикует, что вызывает у меня уважение. Что же касается его административной деятельности, то, действительно, в главном здании Института кристаллографии, где я выступал с докладом на ученом совете год назад, все на загляденье — и мраморные ступени, и семинарские комнаты, и чистые туалеты. Однако в так называемом новом, большом здании института на улице Бутлерова, где находится моя родная лаборатория механических свойств кристаллов, разруха, как и во всех других академических институтах.

А в целом, конечно, научный уровень академии и академиков сильно упал. Великие старики уходят, а смена им в среднем, за редким исключением, уступает. Это не мое субъективное мнение: все теперь доступно, каждый желающий может посмотреть, кто сколько публикует, в каких журналах, сколько на кого ссылаются. И как эти показатели у российских академиков выглядят по-сравнению, допустим, с членами Королевского общества по той же специальности и одного с ними возраста. Выглядят плохо, даже если на академиков работают целые институты или университеты.

— В 2010 году, за несколько месяцев до присуждения Нобелевской премии за открытие графена, у вас с коллегами вышла статья в Nature Nanotechnology. Можете рассказать подробнее об этой публикации, в которой рассказывалось о работе с графеном?
— Я очень долго старался держаться подальше от графена, потому что это направление было столь модным и популярным, что я не очень понимал, что мы можем сделать, чего другие не могут. Но в 2009 году мой близкий друг, который работает в университете Чалмерс в Швеции, профессор Сергей Кубаткин позвонил мне (я в это время был в Японии) и сказал, что у них есть графеновый образец, который они без нас не могут исследовать. Это был специальный графен больших размеров, выращенный из карбида кремния, а не отшелушенный от графита с помощью скотча, как графеновые чешуйки у Гейма и Новоселова. Национальная физическая лаборатория, где я работаю, — это национальный английский центр метрологии. Мы поддерживаем всю инфраструктуру точных измерений в Великобритании. Все измерения в конечном итоге зависят от совершенства наших методов и надежности наших стандартов — от объема пинты пива в пабе до точного времени на Гринвичском меридиане.

Меня и мою группу интересовал (помимо пива) квантовый эффект Холла, на основе которого реализуется стандарт электрического сопротивления.

Для графена было предсказано, что точность квантования должна быть еще выше, чем в обычных полупроводниках, однако экспериментально показать это не получалось из-за маленьких размеров чешуек графена. На образце больших размеров из Швеции мы это продемонстрировали буквально на второй день совместной работы. В дальнейшем вся эта деятельность не только дала возможность улучшить существующий стандарт, сделать его более точным и простым, но и позволила напрямую сравнить квантовый эффект Холла для принципиально разных материалов, классических полупроводников и графена, и показать, что с точностью выше 10^-10 квантовый эффект Холла не имеет материально зависимых поправок. Знание универсальности квантового эффекта Холла подтверждает нашу уверенность в фундаментальности постоянных квантовой физики и дает надежду на скорое переопределение существующих единиц измерений, например килограмма, на основе квантовых электрических измерений.

Немаловажный психологический эффект нашей работы состоит в том, что графен, которому от роду-то несколько лет, успешно конкурирует с хорошо известными полупроводниковыми материалами, у которых полстолетия за плечами и многомиллиардные инвестиции за поясом, даже в такой невероятно требовательной области, как метрология.

— На вашей личной страничке графен стоит на последнем месте. Каковы ваши основные научные интересы?
— Правда? Графен сейчас занимает большое место в моей деятельности, в деятельности группы. Метрология дала нам возможность занять свою нишу. Это первое практическое применение графена. Мы работаем с точностями 10^-9 и даже выше. Качество графена и наши возможности работы с ним таковы, что мы получаем очень точную метрологию. Поэтому мы достаточно сил и денег вкладываем в графеновые исследования. Но я считаю, что нельзя складывать все яйца в одну корзину, поэтому продолжаю заниматься и другими вещами, например сверхпроводниками. Мы пытаемся понять источники шума в этих материалах, которые могут быть использованы в квантовых процессорах, изучаем, как эти шумы влияют на квантовую информацию.

— То, чем вы занимаетесь, — это фундаментальная или прикладная наука?
— И то и другое. Метрология часто была или непосредственной целью фундаментальных исследований, или их важным ранним применением. Достаточно вспомнить такие нобелевские результаты, как эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла, атомные часы, ионные и атомные ловушки, частотные гребенки, мазеры, лазеры и многие-многие другие открытия революционизировавшие метрологию. Вы можете ставить прикладные задачи, но в то же время для их решения требуются фундаментальные знания. А можно наоборот: ставите фундаментальные, но без прикладных не обойдетесь.

Открытие Клаусом фон Клитцингом в 1980 году квантового эффекта Холла не могло бы состояться без развития технологии кремниевых полевых транзисторов и полупроводниковых гетероструктур с высокой электронной подвижностью, без которых немыслима современная электроника. Так и для нашего эксперимента по измерению квантового эффекта Холла нужно было создать технологию выращивания качественного графена в масштабе пластинки. Мы сами этого не умеем делать, поэтому мы сотрудничали с группой из шведского Линчёпинга. Там в группе профессора Росицы Якимовой выращивают самые качественные в мире графеновые пленки...

— ...а как же графен от Гейма и Новоселова?
— Они делают другое: им качество индивидуальных чешуек важнее, чем их размер. Нас же интересуют большие площади, потому что через них можно пропустить большой ток. А большой ток значит большой сигнал — отношение сигнал/шум больше. Для точности нужны большие величины.

…Так вот, Сергей Кубаткин, которого я уже упоминал, и его ребята не только сделали необходимые схемы из этих пленок, но и придумали фотохимический метод настройки параметров графена. Вот так из потребностей фундаментального эксперимента рождается новая технология.

— А сотрудничаете ли вы с российскими учеными?
— Интересное наблюдение: у помянутой вами статьи в Nature Nanotechnology и последовавших за ней наших работ по графену нет ни одного соавтора, который работает в своей родной стране. Есть мексиканец, болгарка и итальянка в Швеции, голландец в Англии, датчанин в Америке и т. д., ну и русские — везде, кроме России. Мы сотрудничаем с лучшими, наиболее яркими учеными в интересующей нас тематике, с людьми, с которыми еще и приятно работать. Теорию, например, для всех наших экспериментов создает профессор Владимир Фалько из английского Ланкастера.

С российскими же группами, где еще теплится жизнь, мы сотрудничаем по другим нашим тематикам, например связанным со сверхпроводниками.

— В заключение расскажите, пожалуйста, немного о своей группе.

— Мы занимаемся многими вещами, и занимаемся успешно: за прошлый год группа опубликовала три статьи в журналах группы Nature, за этот — уже две, причем на совершенно разные темы.

Одна работа была про создание и использование миниатюрных ионных ловушек . Еще была работа про первый твердотельный мазер — иллюстрация к ней вышла на обложке журнала Nature. Была работа про электронный насос, когда один за другим электроны можно качать — переносить из одной части схемы в противоположную контролируемым образом и создавать таким образом точно заданный электрический ток.

Все делает относительно большая группа в 40 человек, из который половина — постоянные сотрудники, а остальные — постдоки, стажеры и аспиранты. Главное, мы вкладываемся в людей, а не в какую-то определенную тему, любимую руководством (я, например, не соавтор ни одной из трех вышеперечисленных работ, хотя и давал советы, и правил статьи, но очень ими горжусь как достижениями коллектива). Конечно, все наши проекты, за которые нам платят, мы железно выполняем. Остальное — творчество, и я действительно не могу предсказать, какая из наших сегодняшних тематик разродится следующей статьей в Nature. Знаю только, что это будет скоро.