Вещи бывают великими и малыми не токмо по воле судьбы и обстоятельств, но также по понятиям каждого. Козьма Прутков, "Плоды Раздумья".

Весной 1964 года я еще ничего не знал об организации предприятия п/я 2021, которое позднее стало называться НИИ Молекулярной Электроники (НИИМЭ) и работал доцентом на кафедре теоретической физики физико-технического факультета Уральского политехнического института (УПИ) им. С.М.Кирова в г. Свердловске, на которой остался после окончания факультета в 1954 году. Темой моей дипломной работы, защищавшейся в Институте атомной энергии им. И.В.Курчатова (тогда ЛИПАН), было моделирование энергетических спектров мю-мезоатомов. На кафедре к тому времени сформировался очень дружный, активно и плодотворно работающий научно-педагогический коллектив. Большую роль в этом играл ее заведующий кафедрой тогда еще доцент Г.В.Скроцкий. Научная деятельность кафедры была направлена как на теоретическое, так и на экспериментальное изучение физики явлений электронного и ядерного магнитного резонанса (ЭПР и ЯМР) и на использование этих явлений для практических задач, в частности, для создания высокочувствительных квантовых магнетометров. Кафедра выпускала специалистов в области квантовой радиофизики. Я читал на факультете лекции студентам по различным разделам теоретической физики, а также по теории магнитного резонанса. Обращу внимание на то, что в то время моей узкой специализацией была теория ядерного магнитного резонанса в жидкостях. Этим вопросам была посвящена и моя кандидатская диссертация. Многое из того хорошего, что было заложено в то время на кафедре казалось тогда само собой разумеющимся для любого научного коллектива и в дальнейшей моей деятельности было некоторым эталоном. Однако, наступило время, когда для продолжения нормальной жизни "клетка должна делиться". Старшие сотрудники стали уходить с кафедры в другие вновь организуемые научные учреждения, где открывались более широкие перспективы для проявления и реализации своего научного потенциала, молодые сотрудники кафедры соответственно занимали их место.

На пороге Физико-технического института Татарского филиала АН СССР: Т.Г.Изюмова, Г.В.Скроцкий, К.А.Валиев, А.А.Кокин. г.Казань 1959 год.

Доцент А.А.Кокин. Памир. Язгулемский перевал 1964 г.

В конце августа того же года, вернувшись из турпохода в район ледника Федченко на Памире, я нашел дома письмо от молодого физика-теоретика Камиля Ахметовича Валиева, с которым я познакомился еще в 1959 году на конференции по магнитному резонансу в Казани (вот уже прошло 40 лет!). Он только что перешел на работу в молодой город-спутник Москвы Зеленоград в качестве начальника физического отдела "Почтового ящика" п/я 2015 (позднее это НИИ Микроприборов - НИИМП). Этот институт уже работал в новом направлении полупроводниковой техники - микроэлектронике, ставшей затем материальной базой III и IV-го поколения электронных вычислительных машин и научно-технической революции в области информатики. К сожаления в эту революцию наша Страна вступила много позже по сравнению с США и другими странами и в этом была "заслуга" тех, кто объявил в свое время кибернетику буржуазной лженаукой. В этом письме К.А.Валиев предлагал перейти к нему на работу в качестве начальника теоретической лаборатории. Я съездил к нему в Зеленоград и в один короткий рабочий день - субботу был представлен сразу директору института И.Н.Букрееву и директору Зеленоградского Научного центра Ф.В.Лукину, получил от них добро, а уже в понедельник в Министерстве электронной промышленности СССР мне выдали разрешение на Московскую прописку в Зеленограде - так называемый "лимит".

Тогда меня приятно поразила оперативность, с которой кое-где умели у нас работать. Захотелось проверить себя в новом деле и новых условиях, узнать цену себе и тому, что дал мне Уральский физтех. Кроме того, мне очень понравился сам Зеленоград, в котором строители до сих пор стараются сохранить большие лесные массивы даже внутри кварталов, порадовало тогда и "изобилие" продуктов в Москве и Зеленограде по сравнению со Свердловском, в котором тогда бывали часты перебои с такими необходимыми продуктами, как мясо, сливочное масло и даже хлеб. Специалисты из Москвы в то время очень неохотно переходили на работу в строящийся город-спутник с его еще бытовой неустроенностью, грязью на не везде еще асфальтированных дорогах и поэтому приходилось привлекать "провинциалов-лимитчиков" и безквартирную зеленую молодежь. Да и ни один ВУЗ тогда не готовил специалистов в области нарождающейся микроэлектроники. Ими становились специалисты, которых готовили на радиотехнических специальностях, и которые работали на полупроводниковых предприятиях, таких как Томилинский завод полупроводниковых приборов, а также молодые физики-экспериментаторы и теоретики. Между тем переход к микроэлектронике не означал простое уменьшение дискретных полупроводниковых транзисторов. Это был переход к качественно новой планарной технологии с последующим ее развитием. Соответствующие специальности в ВУЗах появились позднее.

При приеме на работу на предприятия микроэлектроники в Зеленограде существовало тогда негласное ограничение - не старше 35 лет. Мой возраст оказался предельным. В сентябре мне как раз исполнилось 35 лет. Учитывалась также и рекомендация К.А.Валиева. Надо сказать, что за несколько недель до этой поездки я уже подал документы на конкурс в Институт физики металлов Уральского отделения АН СССР на должность старшего научного сотрудника. Как бы там ни было, вернувшись домой, я зашел к Г.В.Скроцкому посоветоваться, что мне делать с этим "лимитом" и этим конкурсом. В результате было решено: я забираю документы из Института физики металлов и еду в Зеленоград. Я ускоренным образом дочитал студентам свой курс по теории магнитного резонанса и в 16 ноября приступил к работе в Зеленограде в п/я 2015 (позднее НИИ Микроприборов и завод Компонент), а через месяц получил квартиру в корпусе 320 и в начале января 1965 года перевез в Зеленоград свою семью. Уже по моей рекомендации затем в этот же институт из Свердловска был переведен физик-экспериментатор, выпускник Уральского госуниверситета, кандидат физ.-мат. наук Б.С.Борисов, работавший до этого в Институте физики металлов.

Я попытаюсь рассказать здесь об истории моего переезда в Зеленоград, о людях с которыми приходилось здесь вместе работать и общаться вне работы, о том чем тогда увлекались и как отдыхали. Хочу поделиться также некоторыми соображениями, вспомнить то, что было хорошо и что не очень. Конечно мои воспоминания носят весьма субъективный характер, я касаюсь здесь только того, в чем в какой-то мере участвовал я сам или был свидетелем. Возможно чья-то жизнь в Зеленограде складывалась совсем не так и может быть более ярко и интереснее, но об этом хотелось бы, чтобы они это описали сами.

В теоретической лаборатории кроме меня было вначале четыре молодых сотрудника (Б.Седунов, В.Земсков, В.Демидов, Н.Сорокин), затем она дополнилась еще тремя молодыми физиками-теоретиками из Казани (Р.Тимеров, А.Мороча, Е.Иванов. Мы организовали регулярно действующий научный семинар, в работе которого принимал участие и К.А.Валиев. До Зеленограда К.А.Валиев заведовал кафедрой физики в Казанском педагогическом институте и уже защитил докторскую диссертацию по теории магнитного резонанса (одним из оппонентов у него был Г.В.Скроцкий), а теперь усердно изучал азы полупроводниковой технологии. Я с энтузиазмом принялся осваивать очередное новое для меня дело. Мои же знания, как в области полупроводников, так и вообще в области твердого тела были тоже более чем скромны. Могу признаться, что тогда, например, я не имел никакого представления даже о p-n переходе. Поэтому мне пришлось глубоко погрузиться в литературу. Вот тут то я и ощутил те трудности, с которыми встречаются во вновь организуемых Научных центрах. Помещений для разворачивания работ не хватало. Наша теоретическая лаборатория размещалась некоторое время в переоборудованном женском туалете, но вскоре и его пришлось уступить химикам, которых привлекла готовая канализационная система. "Почтовые ящики" были режимными предприятиями и в этом отношении существенно отличались от институтов Академии Наук или Вузов. Например в первые дни своей работы в Зеленограде меня не поняли, когда я спросил, а не могу ли я остаться поработать "после работы" в тишине института. Такое не было принято. В то время я часто встречался с К.А.Валивым у него дома, где он охотно делился своими мыслями, сомнениями и планами на будущее. Меня тоже мучили многие вопросы. Еще в Свердловске я много думал о когерентных явлениях в оптике. Возможности голографии, которая была открыта еще в 1948 г., для использования в вычислительных процессах тогда только начали обсуждаться. Но для микроэлектроники эти явления, как тогда казалось, не должны были иметь значения. На первых порах я сосредоточился на явлениях электрического и теплового пробоя в полупроводниках, как основных причинах выхода приборов из строя.

Помимо нашей теоретической лаборатории в Зеленограде существовала еще одна достаточно сильная теоретическая лаборатория, а потом и отдел, в НИИ Физических проблем (НИИФП), в которой, наряду с другими уже сформировавшимися физиками-теоретиками, работали хорошо знакомые мне еще по Свердловску кандидаты физ.-мат наук выпускник Уральского физтеха В.М.Елеонский и выпускник Уральского госуниверситета А.К.Звездин. Оба они теперь профессора, доктора физ.-мат наук. Однако направления работ в наших лабораториях не перекрывались и никакой нездоровой конкуренции не наблюдалось.

В библиотеке Зеленоградского Научного центра в то время более-менее была представлена в основном только периодическая литература за два-три последних года, и поэтому "за знаниями" приходилось часто ездить в Москву в Государственную научно-техническую библиотеку (ГПНТБ) или Ленинскую библиотеку, где можно было проработать и гораздо больше 8 часов, на теоретические семинары по физике твердого тела. При отсутствии тогда ксероксов приходилось обычно подробно конспектировать изучаемый материал. В этом был и положительный момент - этот материал приходилось внимательно читать сразу, не откладывая на "потом". Потребность к регулярному просмотру периодической научно-технической литературы у меня выработалась еще во время работы не физтехе в УПИ. Эта потребность сохранилась у меня на всю жизнь. Я считал и считаю, что для серьезной научно-исследовательской работы важно знакомиться с мировыми достижениями не только по сжатым обзорам-digest'ам, но и непосредственно по оригинальным публикациям, издающихся в основной своей массе на английском языке, из которых можно узнать ценные детали и пояснения. Число этих публикаций в любой области знаний экспоненциально растет. Поскольку переводить на русский язык все что появляется более-менее интересного за рубежом практически стало невозможным, то очень важно, особенно теперь, чтобы каждый специалист регулярно читал специальную литературу не только на русском языке. Я старался прививать эту потребность и сотрудникам своей лаборатории.

Основным общегородским семинаром по теоретической физике в Москве после смерти в 1968 году Л.Д.Ландау стал семинар у академика В.Л.Гинзбурга в Физическом институте АН СССР им. П.Н.Лебедева (ФИАН), которым он руководит до сих пор в возрасте 83 лет. Твердотельной тематике на нем уделялось большое внимание, но чтобы посетить его приходилось тратить очень много времени на дорогу (около 2-х часов в один конец). Я и некоторые мои сотрудники часто посещали этот семинар. Кроме того, в ФИАНе была очень приличная библиотека, чем мы также обычно пользовались.

Между тем чувствовалось, как все в Зеленограде быстро меняется: строились производственные здания, закупалось и монтировалось оборудование, интенсивно возводились жилые дома, город благоустраивался. В феврале 1965 года К.А.Валиеву была предложена должность директора организованного в марте 1964 года предприятия п/я 2021, которую он и принял. На этом посту он сменил первого руководитля института И.А.Гуреева. Я оцениваю этот его шаг как гражданский подвиг, на который мало кто мог тогда отважиться. К.А.Валиеву было в то время всего 33 года. Он был единственным доктором наук в институте. Задачей института была разработка и опытное производство полупроводниковых интегральных схем. Тогда еще не устоялись термины в новой технике - микроэлектронике и молекулярной электроникой называли то, что сейчас принято называть просто микроэлектроникой. Реальная молекулярная электроника, использующая в качестве элементов отдельные молекулы и даже атомы, - была тогда еще делом далекого будущего и только сейчас начли появляться первые поисковые работы в этом направлении. Так что название института можно было рассматривать как условное. Я не знаю ни одного физика-теоретика, который взялся за организацию сколько-нибудь сравнимого по сложности нового технического направления. Возможно тут сыграл роль задор молодости и невозможность правильно оценить в то время реальные препятствия и трудности, которые предстояло преодолеть. Я вместе с частью своей лаборатории в конце февраля 1965 года перешел по предложению К.А.Валиева в этот институт и оказался там одним из самых старших по возрасту. Старше меня тогда были очень немногие: И.А.Гуреев, П.С.Щербак, И.А.Розенблит, Ю.И.Пашинцев, Ю.Г.Миллер, Е.В.Патапов и, возможно, кое-кто еще. Мой уральский "земляк" Б.С.Борисов тоже перешел на работу в НИИМЭ, где вскоре стал начальником одного из технологических отделов. В 1969 году он перешел на работу в НИИФП на должность главного инженера, где работает до сего дня, в последние годы начальником отдела. Вначале институт (тогда около 400 человек) располагался в помещении механического цеха завода "Элион", затем в гермозоне завода "Компонент" и лишь весной 1966 года стали перебираться в недостроенное еще здание своего НИИМЭ. Строители продолжали работать, сотрудники института часто помогали строителям без отрыва от основной работы в качестве чернорабочих. О темпах развития института можно судить хотя бы по тому, что отдел кадров порой принимал на работу с предоставлением квартир сотни людей в месяц. Это, конечно, имело и отрицательный момент, поскольку очень скоро стало не хватать помещений, а подразделения института в значительной степени оказались засоренными случайными людьми.

К.А.Валиев сразу же предложил мне исполнять обязанности Ученого Секретаря Института. Эти обязанности, в которые входило подготовка еженедельных заседаний Научно-технического Совета, ведение протоколов, подготовка соответствующих документов, организация конференций, я исполнял единолично на общественных началах первые три года работы в институте. Хотя я и ощущал некоторое повышение своего статуса в институте, эта работа не приносила мне удовлетворения. Интересно, что когда Камиль Ахметович по моей просьбе освободил меня от этой сильно отвлекавшей меня от основной деятельности, определенные личности сочли уже ненужным далее со мной здороваться. В это время К.А.Валиев получает звание профессора по теоретической и математической физике. В открывшемся в 1966 г. в Зеленограде Московском институте электронной техники (МИЭТе) он создает и возглавляет затем кафедру физики и технологии интегральных микросхем (ФТИМС).

Среди моих сотрудников были очень толковые парни, выпускники самых разных ВУЗов. В НИИМЭ до моего перехода уже работал один из первых сотрудников института, теоретик - выпускник Московского энергетического института, аспирант Л.В.Келдыша, Ю.В.Копаев, который и вошел и нашу лабораторию и вскоре защитил кандидатскую диссертацию. В его первой, опубликованной вместе с Л.В.Келдышем и получившей широкую мировую известность работе, для объяснения явления фазового перехода металл-полупроводник была предложена модель электрон-дырочного спаривания. Под его влиянием я тоже увлекся этим явлением и опубликовал затем ряд статей на эту тему. Интересовались мы тогда также и проблемой высокотемпературной сверхпроводимости. Л.Г.Оганесьянц - выпускник механико-математического факультета МГУ активно работал над решением ряда нелинейных задач. Отмечу здесь также старшего научного сотрудника, выпускника Казанского университета Р.Х.Тимерова и выпускника физфака МГУ Э.С.Лонского. Были тогда в лаборатории и случайные люди, которые оказались совершенно не способными к творческой теоретической работе и которым потом пришлось покинуть лабораторию.

Уже в процессе работы и непрерывного взаимообучения приобретали мы новую квалификацию. Учитывая трудности с литературой и вспомнив уральские традиции я предложил сотрудникам лаборатории в складчину подписаться на раздел Реферативного Журнала по физике полупроводников и на новый журнал "Физика и техника полупроводников". Эта подписка состоялась без всеобщего энтузиазма и на следующий год я уже не решился ее повторять. Постепенно библиотеки Научного Центра, затем и МИЭТа, образованном в Зеленограде в 1966 году, да и в НИИМЭ стали достаточно полными, многие иностранные журналы, если не переводились на русский язык, то просто тогда перепечатывались и на них легко можно было подписаться. Поэтому существенно сократилась потребность в использовании центральных библиотек. Первое ухудшение возникло в 1974 году, когда СССР подписал конвенцию по авторским правам и иностранную литературу стало необходимым покупать ее за валюту. В последние годы даже центральные библиотеки из-за финансовых трудностей стали сильно ограничиваться в приобретении иностранной литературы. Издательство "Мир", издававшее ранее много переводов зарубежных книг и журналов, по той же причине практически прекратило свое существование. В то же время в США сейчас издается в переводе на английский язык большинство российских научно-технических журналов. Теперь, конечно, в связи с возможностями Интернета положение, по-видимому координально изменяется.

Вначале лаборатория входила в отдел надежности Ю.Г.Миллера, затем в технологический отдел С.А.Горяинова, потом в физический отдел, существовавший некоторое время без начальника, Работали мы также и в составе физического отдела А.В.Ракова, затем В.Г.Мокерова, В.В.Волкова. Позже в институте были организованы более крупные подразделения - отделения и нашим начальником был Г.Г.Казеннов, потом Б.В.Баталов, и опять А.В.Раков.

Отставание в области микроэлектроники от мирового уровня в нашей Стране в 70-80-годы оценивалось в среднем в 5 лет. Так первый планарный транзистор был создан в НИИМЭ в отделе Е.П.Дробышева в 1965 г. (через 6 лет после американской фирмы Fairchild Semiconductor). Именно это, по-видимому, было причиной того, что в нашей стране был широко распространен "метод" копирования оправдавших уже себя зарубежных образцов и при этом далеко не достаточно осваивались оригинальные отечественные разработки, которые для этого должны были "внедряться", то есть обязательно преодолевать какие-то препятствия. Тогда казалось, что с освоением планарной технологии уже достигнут долгожданный рубеж и дальше останется простая рутинная работа, но оказалось, что это было только начало. Впереди еще были большие, сверхбольшие и ультрабольшие интегральные схемы (БИС, СБИС и УБИС), микропроцессоры, и многое другое. К.А.Валиеву нужно было налаживать опытное, а затем и массовое производство интегральных схем и расширять их номенклатуру.

Кокин А.А. НИИМЭ, 1969 г.

В первые годы в НИИМЭ отсутствовали не только ЭВМ, но не было даже привычных для наших дней калькуляторов. Интегральные схемы в разрабатывающих лабораториях отдела Г.Г.Казеннова рассчитывались сплошь и рядом на логарифмических линейках, благо, что они содержали тогда лишь до десятка элементов. Позднее в институте появилась электронная вычислительная машина БЭСМ-4 и стало возможным проводить очень сложные расчеты. Были созданы курсы по обучению пользования этой машиной. Такое обучение тогда прошли и ряд сотрудников теоретической лаборатории: Л.Г.Оганесьянц, Р.Х.Тимеров, Л.С.Медникова. Постепенно стало привычным пользоваться современной вычислительной техникой. Я потом пожалел, что я сам не нашел тогда время для этой учебы. Мне представлялось тогда важнее освоить очень популярную тогда среди физиков-теоретиков технику фейнмановских диаграмм и функций Грина или иначе квантово-полевые методы в теории твердого тела, чтобы на должном уровне заниматься теорией электронных процессов в полупроводниках. Позднее на смену БЭСМ-4 пришла БЭСМ-6, потом появились весьма несовершенные персональные компьютеры зеленоградского производства, получившие название ДВК (диалого-вычислительный комплекс). Такой компьютер был установлен и в нашей лаборатории. Первую попытку его освоить тогда сделал и я. В середине 90-х годов их сменили более совершенные импортные персональные компьютеры четвертого поколения фирм Intel и IBM.

Отвлекусь немного от научных проблем и вернусь назад. Ностальгия по уральским лесам, озерам и горам - моя хроническая болезнь. Особенно острой она была в первые годы. С первым же снегом еще в декабре 1964 года я встал на лыжи и отправился изучать окрестности. Прошел до санатория им. Артема, затем перешел Ленинградское шоссе и дошел до Менделеева. Многое было не то: не те ели, не такой запах, не тот мороз. Но вдруг замечаю знакомые ветки - то в еловых посадках я увидел молодые кедры. Им было не более 10 лет. У меня сразу потеплело на душе. Подумал, что жить здесь можно. К сожалению все эти молодые кедры позже, в одну из зим, по какой то причине одновременно погибли. Но я к этому времени уже полностью акклиматизировался. Лыжные прогулки, как это было и на Урале, стали регулярными. Весной 1965 года у нас сколотился коллектив единомышленников, которые стали ежедневно в любую погоду до работы в 7 часов утра выбегать на Черное озеро (около 1,5 км дома) делать зарядку и купаться. Кроме меня это были Ю.Копаев, Б.Борисов, О.Бочкин, Н.Гофман - все сотрудники НИИМЭ, А.Мальцев из НИИФП. Это занятие продолжалось все лето и даже не окончилось, когда замерзло озеро. Так мы плавно перешли в разряд моржей. К нам присоединились и другие любители экзотики. В то время 6-го микрорайона еще не было и удобно было купаться совсем нагишом, поскольку переодеваться было негде. Вылезши из проруби мы натягивали шаровары и обувь без шнурков и бежали домой. Я относил полуторагодовалого сына Сергея в детский сад, завтракал и пешком успевал на работу к 9 часам. Каждое утро прорубь нужно было чистить, для этого мы прятали где-нибудь в снегу совковую лопату и лом. Самочувствие было прекрасное. Однажды в мороз около 26 ⁰C, когда мы были вдвоем с Борисовым, нашего инструмента на месте не оказалось и мы решили заменить купание в озере купанием в снегу. Вот это было действительно круто! Ведь когда лезешь с мороза в прорубь, то первое ощущение, что ты лезешь в теплую ванну. Сказывается разность температур воды и воздуха. Другое дело купаться в снегу. Там разность температур отсутствует. Но через год рабочий день в институте стал начинаться в 8-30 и бегать утром стало неудобным. К следующей зиме около озера уже появились заселенные жилые корпуса и попытки перенести купание на вечер или на городской пруд не привились. В результате я, как и другие мои товарищи, перестал быть моржом и теперь думаю, что зря.

В 1965 году с Свердловске проходила Всесоюзная конференция по Магнетизму, на которой были конечно и доклады по ядерному резонансу. Помню как на мою просьбу отпустить меня на эту конференцию К.А.Валиев сказал: "Сан Саныч тебе больше не придется заниматься магнетизмом и ядерным резонансом" и отказал. Но я еще долго продолжал следить по литературе за работами в области ядерного резонанса и даже работая по совместительству на кафедре квантовой электроники в Московском физико-техническом институте (МФТИ), которую организовал после перехода из Свердловска мой бывший шеф профессор Г.В.Скроцкий, в 1965-1967 годах читал на 5-ом курсе факультета физической и квантовой электроники курс "Уширение резонансных линий и релаксация" (то есть по теории ЯМР). Правда позже, когда я более глубоко погрузился в квантовую теория твердого тела и теорию полупроводников я читал там уже лекции по "Электронной теории твердого тела". Это был хороший способ самообразования, который как в свое время и на Урале при освоении курсов теоретической физики, позволил мне более менее полно систематизировать, пополнить и осмыслить те отрывочные знания, которые я приобретал в результате чтения свежих статей, слушая лекции и доклады на семинарах и конференциях.

Во время первого очередного отпуска летом 1965 года я вместе с Б.С.Борисовым, а также профессором Математического института АН СССР им. В.М.Стеклова С.В.Тябликовым и профессором Казанского университета Б.И.Качелаевым совершили замечательное лодочное путешествие по Подкаменной Тунгуске. В декабре у меня родился второй сын Володя. Позднее я неоднократно проводил вместе с уральскими туристами летний отпуск в Восточных Саянах, Прибайкалье, на Приполярном и Южном Урале, реже бывал на Черноморских пляжах.

В Институте между тем разрабатывались, а на заводе осваивалось производство все более сложных интегральных схем. В 1967 году при НИИМЭ закладывается опытный завод "Микрон". За организацию завода и производства широкой номенклатуры интегральных схем директор НИИМЭ и завода Микрон К.А.Валиев получил Ленинскую премию в 1974 году. По мере роста степени интеграции уменьшались минимальные топологические размеры (проектные нормы) элементов СБИС. Тенденция в мире сейчас такова, что к 2000 году уже можно ожидать появления универсальных высокопроизводительных кремниевых микропроцессоров на МОП СБИС, содержащих порядка 10⁶ вент./крист., с площадью кристалла порядка 3 см², тактовой частотой порядка 1 ГГц и минимальными топологическими размерами элементов, соответствующими длине канала МОП-транзистора, менее 0,1 мкм = 100 нм, который характерен уже для наноэлектронных приборов, где существенное влияние на перенос заряда могут оказывать специфические квантовые и баллистические эффекты. Заметим, что рекордное значение длины канала отдельного кремниевого МОП-транзистора, достигнутое в 1995 году в корпорации Toshiba, уже составляет 40 нм = 0,040 мкм. Для сравнения заметим, что широко распространенные импортные персональные компьютеры типа Pentium фирмы Intel выполнены уже на основе 0,35 технологии и полным ходом осваивается 0,25 мкм технология. Технологическое отставание нашей микроэлектроники ликвидировать так и не удалось, да и трудно было его добиться в условиях сохранения роли постоянно догоняющего, даже при весьма щедро отпускаемых средствах. В последние годы отставание существенно увеличилось. На заводе же Микрон гордятся пока освоением только 0,7 мкм технологии производства СБИС. Этому уровню по-видимому соответствует отставание в среднем около 10 лет. Так что ответить на вопрос о том, будет ли в НИИМЭ молекулярная электроника или наноэлектроника наше поколение, по-видимому, не сможет.

Следует отметить что в НИИМЭ осуществлялись не только конструкторские и технологические разработки. Достаточно широко и на хорошем научном уровне благодаря поддержке директора института К.А.Валиева проводились также и поисковые экспериментальные и теоретические научные исследования. За 22 года, которые я проработал в НИИМЭ, я вынужден был многократно менять направление своей теоретической деятельности: переключаться с теории пробоя в полупроводниках на теорию высокотемпературной сверхпроводимости и фазовых переходов металл-полупроводник, затем на теорию интерференционных и дифракционных оптических явлений в тонкопленочных полупроводниковых структурах и, наконец, на моделирование транзисторных микроэлектронных структур с субмикронными минимальными размерами. Соответственно менялась деятельность лаборатории, часто менялась и ее подчиненность. По каждому из указанных выше направлений были получены и опубликованы оригинальные результаты. Силами теоретической лаборатории организовывались также курсы повышения квалификации сотрудников физического отдела. Отмечу более подробно те исследования в физическом отделе, к которым наша лаборатория имела непосредственное отношение. Это исследование физики явления фазового перехода металл-полупроводник в окислах ванадия, и в частности в двуокиси ванадия, обладающей резким скачком сопротивления кристаллов на несколько порядков при изменении температуры в пределах одного градуса вблизи 67 ⁰C, и резким скачком оптических свойств. Для этого простая модель Келдыша-Копаева требовала существенного обобщения. Тогда была надежда, что это явление может быть использовано для создания принципиально новых приборов микроэлектроники. В НИИМЭ в этом направлении работали Б.С.Борисов, А.В.Раков, В.Г.Мокеров, Ю.В.Копаев, А.А.Кокин, Э.С.Лонский, В.В. Сарайкин, А.Г.Петрова, А.Р.Бегишев, Г.Б.Галиев, И.В.Рябинин, А.С.Игнатьев, В.В.Капаев, Р.Х.Тимеров. В отделе была разработана технология получения аморфных и монокристаллических пленок двуокиси ванадия и исследованы их оптические и электрические свойства, дана теоретическая модель некоторых свойств фазовых переходов металл-диэлектрик, проведены необходимые расчеты для электрооптического управления лучом лазера. Были также развернуты работы по созданию оперативной голографической памяти большой емкости на основе свойств пленок двуокиси ванадия и получены уникальные экспериментальные результаты. Основные результаты работ регулярно обсуждались на семинаре в отделе, докладывались на всесоюзных конференциях и публиковались во всесоюзных журналах. Как экспериментальные так и теоретические исследования этих явлений в НИИМЭ велись, как говорится, на мировом уровне и в нашей Стране практически у нас не было конкурентов. Судя по литературе ряд полученных результатов нашел признание и за рубежом. Активно участвовал в исследовательских работах и сам К.А.Валиев. Вскоре он был избран членом-корреспондентом АН СССР. К сожалению все работы, связанные с фазовым переходом в двуокиси ванадия, и созданием голографических запоминающих устройств были полностью прекращены после ухода в 1977 году из института К.А.Валиева и в настоящее время в Стране практически не ведутся. К тому времени наблюдался сильный прогресс в создании полупроводниковых СБИС памяти большой степени интеграции и голографическое направления стало представляться неконкурентным. К.А.Валиев перешел на работу в Академию Наук СССР, в 1984 г. был избран ее действительным членом и в настоящее время является председателем Президиума Научного Центра РАН по проблемам вычислительной техники и систем управления, а также директором организованного им Физико-технологического института РАН, заведующим базовой кафедрой физических и технологических проблем микроэлектроники в МФТИ и главным редактором журнала "Микроэлектроника". На посту директора НИИМЭ его сменил Арташес Рубенович Назарьян.

Голографическая память не была создана. Хочу еще раз подчеркнуть, что подобные исследования за рубежом практически не приводились и НИИМЭ можно было считать первопроходцем в этой области. Что касается теории фазового перехода в окислах ванадия, то интенсивные усилия и за рубежом практически остановились, по-видимому в связи с переключением внимания большинства работавших в этом направлении физиков-теоретиков на осмысление и разработку модели механизма открытой в 1987 году И.Беднорцем и К.Мюллером в филиале фирмы IBM в Цюрихе высокотемпературной сверхпроводимости в окислах со слоистой структурой типа перовскита, где явление фазового перехода металл-полупроводник играло весьма существенную роль, да и структура некоторых высокотемпературных проводников в какой-то мере оказалась подобной структурам окислов ванадия типа рутила и корунда. Возможно, что если бы исследования окислов ванадия были бы продолжены, открытие высокотемпературной проводимости могло бы произойти в НИИМЭ, не в фирме IBM.

После ухода К.А.Валиева отдел А.В.Ракова и наша лаборатория перек.лючились на разработку оптических методов неразрушающего контроля геометрических и физических параметров полупроводниковых структур с субмикронными характерными размерами. В экспериментальном плане были развернуты работы по разработке методов инфракрасной спектроскопии для измерения параметров скрытых слоев, дифракционных методов контроля размеров планарных периодических стриктур и эллипсометрических инфракрасных методов определения параметров многослойных структур. Все эти направления были охвачены и теоретически. В математическом отношении, как известно, эти задачи относятся к классу некорректных задач, решение которых может быть найдено лишь с определенной погрешностью и требует знания некоторой предварительной информации об искомом решении. В результате нам удалось, в частности, для простого прямоугольного профиля легирования получить простые и достаточно точные аналитические формулы, с помощью которых по инфракрасному спектру отражения можно было оперативно определять основные параметры полупроводниковых структур со скрытым слоем, что легло в основу изобретения, которое затем было внедрено на заводе Микрон. Совместно с В.Э.Каминским мною была выполнено также решение обратной задачи для более общей формы профиля легирования. Расчеты спектров электроотражения для аналогичной цели рассчитывались В.В.Капаевым, который защитив кандидатскую диссертации перешел позднее в нашу лабораторию. Мне удалось тогда разработать и опубликовать оригинальный метод расчета на основе использования метода фазовых функций, заимствованного из теории многоканальных ядерных реакций, матрицы отражения поляризованного света от дифракционной решетки, пригодный для относительного простого определения параметров дифракционной решетки.

Доцент А.А.Кокин. Начальник теоретической лаборатории в НИИМЭ. 1974 г.

В качестве начальника лаборатория я проработал до 1986 года, когда лаборатория преобразовалась в сектор. Аналогичная судьба постигла приблизительно в то же время и теоретическую лабораторию в НИИФП, которую в качестве начальника сектора возглавляет теперь профессор, доктор физ.-мат. наук В.М.Елеонский. Выпускник МГУ Э.С.Лонский перешел в НИИМЭ из Объединенного института ядерных исследований в Дубне с уже готовой кандидатской диссертацией и хорошим опытом работы на ЭВМ. Защитив успешно диссертацию он сначала работал совместно со мной в области моделирования фазовых переходов металл-полупроводник, потом переключился на самостоятельную активную работу по расчету эллипсометрических характеристик многослойных полупроводниковых структур. Им были построены детальные номограммы для определения параметров многослойных структур по эллипсометрическим измерениям. Позже он стал начальником специализированной оптической лаборатории в отделе А.В.Ракова. Ю.В.Копаев перешел в 1970 г. в ФИАН, стал известным физиком-теоретиком, членом-корреспондентом Российской АН, заместителем Главного редактора основного Российского физического журнала ЖЭТФа, заместителем директора ФИАНа. Другой сотрудник лаборатории Л.Г.Оганесьянц, защитив кандидатскую диссертацию стал начальником разрабатывающей лаборатории а затем и отдела в четвертом отделении у Е.В.Авдеева. Защитил кандидатскую диссертацию и сотрудник лаборатории, выпускник Московского инженерно-физического института (МИФИ) Г.Б.Михайлов, который тоже перешел на работу в четвертое отделение к Е.В.Авдееву, в МИЭТ доцентом ушел Р.Х.Тимеров. Выпускник МФТИ В.И.Толстихин тоже пришел в лаборатория после окончания аспирантуры с готовой диссертацией, быстро ее защитил и занимался со мной методами моделирования приборов с субмикронными размерами, затем перешел на работу в ИРЭ АН СССР, где продолжил начатые в НИИМЭ работы и защитил докторскую диссертацию. Выпускник МИЭТа В.Э.Каминский был моим аспирантом, защитил диссертацию по моделированию короткоканальных приборов на арсениде галлия и сейчас работает в ИРЭ РАН. В.В.Капаев сейчас профессор, доктор физ.-мат наук работает в ФИАНе. За время работы у некоторых из своих сотрудников я сам многому за это время научился, хотя не всегда просто складывались наши деловые и человеческие отношения. Я слышал неоднократно полушуточные реплики в адрес нашей лаборатории. Что, мол, для НИИМЭ она не играет никакой роли, поскольку не участвует непосредственно в разработке интегральных схем, и К.А.Валиев держит ее только для "интеллигентности". Думаю, что этой интеллигентности как раз и не хватало некоторым разработчикам для того, чтобы стараться искать и поддерживать принципиально новые, патентоспособные решения, а не просто копировать "зарубежные аналоги". Как следует из сказанного выше, наша лаборатория не только выполняла теоретические разработки достаточно высокого научного уровня, но готовила творчески активные кадры не только для подразделений института, но и для Академии Наук.

Снова отвлекусь от проблем НИИМЭ. В январе 1961 года благодаря усилиям известного физика-теоретика члена-корреспондента АН СССР С.В.Вонсовского на Урале была организована I Всесоюзная зимняя школа физиков-теоретиков. Она проходила на турбазе Коуровка, на берегу р. Чусовой в очень живописном месте и продолжалась 12 дней. Мне посчастливилось тогда побывать на ней вместе с Г.В.Скроцким и другими аспирантами кафедры теоретической физики УПИ, пообщаться и познакомиться со многими видными советскими физиками-теоретиками: С.В.Тябликовым, В.Л.Бонч-Бруевичем, В.П.Силиным, А.А.Рухадзе, Ю.Л.Климонтовичем, Д.Н.Зубаревым, Ю.А.Изюмовым, Е.А.Туровым, А.М.Косевичем и др. Основной темой на I-ой школе тогда были бурно развивавшиеся квантово-полевые методы в теории твердого тела. Лекции читали В.Л.Бонч-Бруевич, С.В.Тябликов и др. В одной из первых "Коуровок" участвовал и К.А.Валиев, работавший тогда еще в Казане.

Затем такие школы стали проходить регулярно сначала ежегодно, затем через год в разных живописных местах Урала и Предуралья. Независимо от места проведения все они назывались "Коуровка". Неоднократно выступали в "Коуровках" со своими лекциями В.П.Силин, А.А.Рухадзе, Д.Н.Зубарев, А.М.Косевич, В.Л.Бонч-Бруевич, академики М.А.Леонтович, Л.В.Келдыш и В.Г.Барьяхтар. Молодые теоретики могли на них наиболее доступным образом, как говорится, из первых рук узнавать о современных проблемах и достижениях не только в теории твердого тела и теории полупроводников, но в других смежных областях науки. Занятия в школе дополнялись замечательными лыжными прогулками и обычным вечерним "трепом", который часто возглавлял Г.В.Скроцкий. Это был своеобразный Клуб ученых, где в непринужденной, свободной от условностей обстановке происходили обсуждения самых разных и не обязательно научных вопросов, легко, иногда даже на лыжне, завязывались полезные знакомства. В первых "Коуровках" повышали свою теоретическую квалификацию и ряд молодых сотрудников кафедры теоретической физики УПИ. Я также старался использовать участие в общесоюзных школах-симпозиумах и особенно "Коуровки" с этой же целью и сотрудниками теоретической лаборатории НИИМЭ. Ю.В.Капаев, Р.Х.Тимеров, Э.С.Лонский бывали там не по одному разу. Теперь эти школы стали уже Международными. Во многих из них я тоже участвовал как в качестве слушателя, так и в качестве докладчика. Такой метод повышения квалификации широко использовался также и за рубежом и оказался очень полезным и эффективным. Потом такие школы стали возникать по самым разным направлениям науки и техники и в нашей Стране. Школы по микроэлектронике организовывались и проводились в разных городах Союза под председательством К.А.Валиева. Организатором и руководителем школ по голографии и магнитному резонансу стал впоследствии и Г.В.Скроцкий. В марте 1998 года на Урале в прекрасном месте вблизи г. Кыштыма с большим успехом прошла очередная XXVII Международная "Коуровка-98". Руководил ею мой бывший студент по Уральскому физтеху профессор А.П.Танкеев. Я выступил там с лекцией "Взгляд в будущее: от микроэлектроники к наноэлектронике".

После 1974 года произошла реорганизация кафедры профессора Г.В.Скроцкого в МФТИ и я прервал там свое совместительство. Незаметно пролетело время, и в 1979 году я встретил свой 50-летний юбилей. К тому времени отделу было предложено заняться созданием уже появившихся за рубежом быстродействующих транзисторных структур на основе гетероструктурных переходов в арсениде галлия, а теоретикам их моделированием. Отдел оказался в невыгодном состоянии догоняющего. Тем не менее пришлось включаться в совершенно незнакомую область. В теоретическом плане была рассмотрена и оценена перспектива использования различных теоретических подходов к моделированию таких приборов. Активное участие в этой работе приняли теоретики В.И.Толстихин, В.Э.Каминский и М.Г.Кузнецов. Выпускник МИЭТа Миша Кузнецов был последним моим аспирантом в НИИМЭ, защитившим диссертацию по моделированию короткоканальнах быстродействующих транзисторов на арсениде галлия.

Некоторое время я читал по совместительству лекции по теоретической физике в МИЭТе. При организации этого института предполагалось известную систему МФТИ, однако, это не вполне получилось, хотя объективные возможности для этого были. Думаю, что причина была в слабости профессорско-преподавательского состава, особенно на первых порах. Моя жена работала инженером на одной из кафедр физико-технического факультета этого института, а мой старший сын кандидат физ.-мат. наук Сергей закончил этот факультет, работает в настоящее время в НИИФП. В 1986 году директором НИИМЭ стал выпускник МИЭТа А.Э.Нестеров. В 1987 году я перешел на работу в отраслевую лабораторию при МИЭТе, где занимался моделированием элементов интегральных схем современной микроэлектроники. Одновременно на физико-техническом факультете этого же института для аспирантов и сотрудников я неоднократно читал факультативный курс "Физические основы моделирования элементов интегральных микросхем". Однако к 1992 году из-за финансовых трудностей и эта лаборатория прекратила свое существование, и снова к себе на работу меня пригласил К.А.Валиев, чтобы продолжить работу по моделированию элементов интегральных схем и, кроме того, взяться за чтение уже в МФТИ факультетского курса "Физика полупроводниковых приборов микро- и наноэлектроники", а также базового курса "Методы моделирования элементов интегральных схем с субмикронными размерами". Эти курсы я читал в течение 1993-1995 годов и издал совместно с К.А.Валиевым учебное пособие. В настоящее время я старший научный сотрудник Физико-технологического института РАН, вместе с К.А.Валиевым готовлю к изданию книгу-учебник, посвященную физическим основам моделирования полупроводниковых приборов микро- и наноэлектроники. Дело в том, что по мере уменьшения размеров отдельных элементов интегральных схем, все более важную роль играет математическое моделирование проходящих в этих элементах во время работы процессов. Для их описания уже недостаточны простые традиционные квазиклассические феноменологические методы. Для правильного учета квантовых эффектов, которые проявляются на нанометровых масштабах, а также в молекулярных структурах, которые характерны для молекулярной электроники, адекватными являются значительно более сложные квантово-статистические методы, интенсивно развивавшиеся в последние десятилетия в квантовой теории твердого тела. Так, оказалось что начав с моделирования мю-мезоатомов и атомных ядер в Курчатовском институте, совершив довольно извилистый зигзаг, через 45 лет я снова оказался связанным с моделированием микроструктур и совсем с другой стороны и на другом уровне подхожу к масштабам, приближающимся к молекулярным (нанометровым) и даже атомным характерным размерам, в Физико-технологическом институте РАН.

Реализация квантово-механических принципов в рождающемся у нас на глазах нового направления вычислительной техники обещает фантастические перспективы. Это может стать таким же качественным скачком как переход от вычислительных машин на основе дискретных элементов к машинам на интегральных схемах. Первые соображения об исключительных возможностях квантовых вычислительных процессов были высказаны в 1982 г. известным физиком-теоретиком Нобелевским лауреатом Р.Фейнманом. Это сразу вызвало большой поток теоретических исследований, которые не вселяли особого оптимизма. Однако с 1994 года после изобретения П.Шором квантового алгоритма факторизации многозначных чисел, стала ясной реальная возможность создания квантовых компьютеров.

Для таких вычислительных процессов играют существенную роль квантовые когерентные явления. В последнее время изучению открывшихся возможностей уделяется очень большое внимание. Квантовые компьютеры, работы над которыми находятся еще в самом зачаточном состоянии (первые простейшие экспериментальные результаты на охлажденных лазером практически до абсолютного нуля ионных ловушках были получены в Австрии в 1995 году, а на ядерном магнитном резонансе в США только в 1997 году) в перспективе не только способны многократно ускорить процесс вычислений, но и организовать совершенно новые процессы переработки информации, в принципе не доступные классическим компьютерам даже построенных на наноэлектронном уровне. При использовании квантовых вычислительных процессов открывается возможность, например, полного засекречивания передаваемой информации (криптография). Совершенно иначе представляются и аппаратные средства таких компьютеров. Например, в случае использования ядерного магнитного резонанса основой квантового компьютера предполагается не специальные микро и наноэлектронные структуры из интегральных схем, а некоторый объем жидкости из достаточно больших молекул, содержащих ядерные спины и помещенный в магнитное поле. Каждая из этих молекул играет роль независимых компьютеров, а большое их число обеспечивает необходимую надежность работы всего вычислительного устройства. Это научное направление можно было бы назвать молекулярной магнетоникой. Ввод информации и управление вычислительным процессом должен осуществляться переводом системы спинов путем воздействия определенной совокупности радиочастотных импульсов в некоторое неравновесное состояние, а считывание информации по наблюдению релаксации этого состояния. Конечно, на пути практической реализации таких компьютеров, встретится еще много препятствий и трудностей, преодоление которых займет не менее 10 лет. Все это представляет собой исключительный интерес как с точки зрения создания вычислительной техники, так и с точки зрения развития представлений самой квантовой физики. Обращение к известным понятиям ядерного магнитного резонанса, который последнее время стал хорошо разработанным техническим инструментом (высокочувствительные спектрометры для химического анализа и магнетометры, ЯМР-томографы для медицины и др.) может стать мощным и увлекательным стимулом для развития самого метода ЯМР, так и представлений общей квантовой теории. Такое увлечение захватило сейчас меня и К.А.Валиева, обе диссертации которого в свое время были посвящены теории магнитного резонанса, он сам увлеченно изучает мощный поток информации, поступающей в основном через Интернет с тем, чтобы выработать на эти вопросы свою точку зрения. Несколько месяцев назад им была создана в институте специализированная лаборатория теории квантовых компьютеров, сотрудником которой я сейчас и являюсь. Вот и скажи теперь через 35 лет, что не придется тебе больше Сан Саныч заниматься ядерным магнитным резонансом. Сейчас пытаюсь вместе с К.А.Валиевым составить достаточно полный, но компактный обзор результатов работ по квантовым компьютерам. Кажется он займет одну из глав в нашей книге по моделированию..

В заключение хочется отметить то, что мне очень пригодилось во время работы в НИИМЭ и позднее в не "золотое" вообще для Науки в нашей Стране время воспитанная во мне еще во время обучения и работы на Уральском физтехе потребность постоянно пополнять свои знания и способность при необходимости многократно изменять направление своей научной деятельности. Думаю, что при подготовке молодых специалистов очень важно воспитывать их в этом духе. Окончание Вуза не должно означать окончание учебы, а скорее только серьезное ее начало. Этого принципа я старался придерживаться в своей педагогической деятельности. Я благодарен судьбе за то, что мне практически всю жизнь довелось заниматься любимым делом - теоретической физикой, когда жизненные неурядицы кажутся малозначительными. за то удовлетворение, которое я получаю, встречая иногда в институтах и на предприятиях своих бывших сотрудников, а также студентов и аспирантов из УПИ и МФТИ, занимающих самое разное положение, добрым словом вспоминавших наши встречи на лекциях и экзаменах и величавших иногда меня своим Учителем. Это позволяет мне думать, что моя предыдущая деятельность не прошла даром.

1 сентября 1998 г. Кокин Александр Александрович

Москва, 103482, Зеленоград, корп.301б, кв.156.
тел.: (7-095)535-29-52,
e-mail: aakokin@mail.ru.