Метод стоячих рентгеновских волн.
Название этой главы было придумано иностранцами для обозначения вполне конкретного раздела рентгеновской кристаллооптики, который до этого назывался дифрактометрией. Это название и сейчас существует. В этом случае используется следующая схема эксперимента. Источником является стандартная рентгеновская трубка с широким фокусом, то есть с большим размером источника. Размер источника не имеет значения.
Детектором является стандартный интегральный детектор, который считает фотоны так же, как и в экспериментах по эффекту Мессбауэра. У него большое входное окно и он не фиксирует в какую точку прилетел фотон, фиксирует только сам факт, что фотон прилетел. А весь фокус состоит в том, что кристалл не один, а их два. Или даже три, если надо делать более сложные эксперименты.
Но рассмотрим более простую схему с двумя кристаллами. Первый кристалл называется монохроматором, но это название неправильное. Реально излучение рентгеновской трубки и так почти монохроматическое. Но оно расходящееся, а двухволновая брэгговская дифракция происходит в узком угловом диапазоне. Так вот первый кристалл как раз отражает только те лучи, которые находятся в этом диапазоне.
Он фактически является коллиматором, то есть вырезает из расходящегося пучка параллельный пучок. Снова часть интенсивности излучения теряется, но иначе нельзя. Это, так называемая, затратная технология. Как скульптор при создании скульптуры отбрасывает все лишнее, так и в этой схеме нужно отбросить все лишнее.
А после первого кристалла-коллиматора ставится второй кристалла образец. И в процессе измерений изменяется угол между кристаллами в очень маленьких пределах. Если у обоих кристаллов используется одно и то же отражение в таком положении, что атомные плоскости параллельны, то результат не зависит от энергии фотонов. То есть можно использовать всю ширину спектральной линии.
Такая схема называется бездисперсионной, и она наиболее светосильна. Но могут быть и другие схемы, однако я для простоты ограничусь рассказом только про эту схему. Если оба кристалла совершенные и полностью одинаковые, то угловая зависимость имеет вид симметричной кривой с максимумом. У этой кривой есть два главных параметра: высота и ширина. Оба параметра зависят от характеристик взаимодействия излучения с атомами кристаллов и могут быть использованы для изучения этих характеристик.
Но такая задача не имеет вариантов, и она очень быстро решается. Намного более интересная ситуация возникает, когда в кристалле образца имеются дефекты, желательно в слое вблизи поверхности. Тогда кроме основного максимума на кривой угловой зависимости появляются дополнительные хвосты, в которых форма кривой уже не такая простая. Могут быть даже осцилляции или дополнительные пики.
В такой постановке задача имеет много вариантов, и не является совсем уж простой. С другой стороны, кристаллы кремния, германия, арсенида галлия с дефектами в приповерхностном слое широко использовались в микроэлектронике, и контроль за их качеством был очень важной государственной задачей.
Дифрактометрией занимались в лаборатории Ефимова в Институте полупроводников в Ленинграде. А затем эту технологию Ковьев и Ковальчук привезли в Москву. Первоначально Ковьев был намного опытнее Ковальчука. Он является одним из двух руководителей Ковальчука в кандидатской диссертации. Вторым был Пинскер.
Но именно Ковальчук агитировал Афанасьева начать теоретические исследования в этой области. Всем экспериментаторам нужны теоретики, но Афанасьев, как бы, был еще и генералом, он мог обеспечить решение каких-то более сложных научно-политических задач. Афанасьеву эта технология тоже понравилась. Слово микроэлектроника в те годы было очень модным. Про нанотехнологии тогда никто не говорил. Афанасьев увидел в этом направлении возможность для карьерного роста.
Признаться, я так и не понял как Афанасьев относился к Ковальчуку на личном уровне. Мне показалось, что не очень, если иметь в виду последующие события. Ковальчук был моложе его на семь лет, и в то же время он был никем. Но до поры, до времени все было нормально, в компании: Ковьев с Ковальчуком и Афанасьев со мной, главным был именно Афанасьев и это никто не оспаривал.
Странное дело, но я не запомнил мои отношения с Ковальчуком в самый начальный период. Первая статья вышла в 1977 году, но это потому, что мы очень долго буксовали. Реально какие-то отношения у нас были сразу после Черновицкой конференции 1973 года. Мы знакомились с экспериментами и с людьми, были на каких-то больших вечеринках института Кристаллографии, где Ковальчук познакомил меня почти со всеми сотрудниками своей электронной лаборатории.
Кроме того, ездили на пикники, в колхоз, но не работать, а проведать тех, кто там работал. Ковальчук ездил на машине, но денег у него тогда было еще мало, поэтому он набирал команду на полную машину, и мы все скидывались на бензин. И нам было приключение, и ему экономия.
Я помню, что мы ездили и в Ленинград, скорее всего на конференцию 1976 года, других вариантов нет. Тогда сразу с поезда Ковальчук почему-то привез всю команду к своему брату на квартиру. Его брата я видел только два раза. Один раз тогда, и второй раз на защите докторской диссертации Ковальчука в 1988 году. Второй раз брат показался намного интереснее, он не закрывал рта и вел себя очень активно. В отсутствие брата то же самое делал Миша, но перед защитой он был не в форме.
Младший брат Миши Ковальчука, Юрий, интересен тем, что сейчас он олигарх, миллиардер, хотя когда-то тоже был ученым-физиком. Он даже защитил докторскую диссертацию раньше старшего брата, а именно, в 1985 году. Однако в новое время ему понравилось заниматься бизнесом, и он хорошо преуспел в этом деле, являясь председателем Совета директоров банка "Россия". Как пишут в газетах, в основном благодаря личному знакомству с Путиным.
Был я и на квартире его родителей, причем видимо не один раз, и в 1976 году во время конференции, и потом. Я не знаю почему, но он часто брал меня с собой в свои командировки. Ему одному было скучно, а Ковьев и Афанасьев для этой роли не очень подходили. А мне с ним тоже было интересно, так что я охотно соглашался.
Так один раз мы вдвоем ездили в Ленинград. Ему надо было на какой-то завод, а я просто за компанию. Но при этом я получал по дороге очень много самой разной информации. В Ленинграде я немного простудился и начал кашлять. Пока Миша был на заводе, я в городе нашел какую-то аптеку и попросил самое сильное лекарство от кашля.
Мне что-то продали. Буквально одной таблетки хватило, чтобы кашель прошел. Эту упаковку я потом всегда брал с собой на всякий случай, но забыл записать название лекарства. Так и не знаю что это было. Другой раз мы с ним ездили в Минск, на радиозавод к Эдику Лобановичу. Эта поездка тоже была достаточно интересной.
Там я впервые увидел и познакомился с Сергеем Степановым, который работал в аналитическом отделе цеха, начальником которого был Лобанович. Сергей придумал некий метод обработки дифрактометрических кривых, против которого я возражал. Сергей все равно его потом опубликовал, но вероятно цель была сделать что-то совместное, однако я не стал в этом участвовать.
Позднее Сергей поступил в аспирантуру к Имамову, и был как бы во вражеском лагере. Но на наши отношения это не влияло. Я научил его программировать на ассемблере, а он мне дал код своей программы по расчету параметров дифракции. Его таблицами я потом пользовался всю жизнь. Он же меня познакомил с Димой Новиковым. Но это все было потом.
А тогда мы познакомились с Эдиком Лобановичем, с которым потом написали несколько статей. Во время этих поездок мы много времени проводили тет-а-тет, и я рассказал ему про свою жизнь практически почти все, что написано в первой и во второй части этой книги воспоминаний. Он все это хорошо запомнил.
В 1990 году на похоронах моей жены Ларисы я поехал на кладбище в автобусе с гробом, а он посадил к себе в машину моего отца. Потом отец в сильном возбуждении меня спрашивал: "Откуда этот человек все про меня знает? Видно, что он хороший человек, ты с ним дружи!" Я тоже удивился. Ведь я ему рассказывал про своего отца много лет назад.
Специфика ситуации была в том, что хотя научных статей еще не было, но именно в первые годы мы хорошо познакомились, и, фактически, в те годы я с ним проводил намного больше времени, чем в более поздние годы, когда он уже занимался научно-политическими делами. А в научном плане ситуация выглядела так, что в первое время мы с Афанасьевым буксовали. Ни я, ни Афанасьев не могли ничего придумать.
В конце концов мы получили кинематическую формулу для амплитуды отражения рентгеновской плоской волны от кристалла с деформацией в виде интеграла от экспоненты, в показателе которой стояли функции смещения атомов от координаты по нормали к поверхности, отсчитываемые от поверхности в глубь кристалла.
Афанасьев увидел, что можно применить метод типа функции Паттерсона, который используют при вычислении структуры из дифракционных отражений. Сложность была вот в чем. Если бы знать комплексную амплитуду отражения, то деформацию можно было бы вычислить фурье-преобразованием. Но экспериментально измеряется только интенсивность, то есть модуль амплитуды, а фаза комплексного числа теряется.
Однако, если все равно сделать фурье-преобразование угловой зависимости интенсивности отражения, то можно получить некоторые интегральные характеристики о нарушенном (деформированном) слое. Так фурье-преобразование при нулевом аргументе, то есть фактически интеграл от дополнительной интенсивности (за вычетом кривой от совершенного кристалла) дает эффективную толщину нарушенного слоя.
А первая производная фурье-преобразования в нуле дает эффективную деформацию в слое. И так далее. Но фактически даже этих двух интегральных характеристик было достаточно для характеризации образцов, если они идут на потоке. Я сейчас посмотрел эту статью еще раз. Там, конечно, все было написано слишком мудрено, сейчас можно было бы и попроще. Но мы тогда только начинали.
Еще одно новшество Афанасьев ввел в самом начале. Если раньше нарушенный слой характеризовали только смещением атомов из их правильных положений в кристаллической решетке, то Афанасьев предложил дополнительный параметр в виде статического фактора Дебая-Валлера. Грубо говоря, этот параметр должен был учитывать мелкие случайные и хаотические смещения, в то время как сама деформация учитывала медленно меняющиеся смещения.
Всю идеологию Афанасьев придумал сам. Я в то время делал очень много разных дел одновременно, и для меня данная задача не была приоритетной. Поэтому я не старался, а он старался. Но далее надо было опробовать метод на каких-то кривых. Тут уже была моя работа. Я написал программу для фурье-преобразования кривых дифракционного отражения, сокращенно их называли КДО. И отдельную программу для точного вычисления производных при нулевом аргументе.
Фактически программа и вычисляла из экспериментальных кривых эти самые интегральные характеристики нарушенного слоя, то есть толщину нарушенного слоя и среднюю деформацию в нем. Как я уже сказал, статья была опубликована в 1977 году все в том же журнале "Physica Status Solidi". Она имела 67 цитирований по данным ISI.
Это очень неплохой показатель, хотя я допускаю, что все ссылки были сделаны в СССР. На Западе эту статью знали меньше. У этой работы было два плюса: простой метод обработки кривых и новый параметр -- статический фактор Дебая-Валлера, который был введен впервые.
Минусом было то, что задача не была решена -- рецепта получения детальной информации о нарушенном слое она не давала. Кроме того, это еще не был метод стоячих рентгеновских волн, это была работа как бы в старом русле. А надо было пробивать новое русло.
Методом стоячих рентгеновских волн называлась более сложная схема эксперимента, когда одновременно с регистрацией КДО измерялись какие-либо вторичные излучения. Вторичные излучения -- это результат поглощения рентгеновских фотонов атомами. В процессе поглощения атом переходит в возбужденное состояние, а потом релаксирует, и в процессе релаксации он становится источником либо снова рентгеновского излучения на характерной частоте, либо электронов.
Рентгеновское излучение называется флуоресцентным, это именно то излучение, которое выходит из рентгеновской трубки, а электроны вылетают в результате эффекта, который называется фотоэффектом, или фотоэлектронной эмиссией. Все эти процессы имеют квантовую природу и достаточно сложны. Кроме флуоресценции или фотоэффекта могут быть и другие вторичные процессы, но об этом я расскажу потом.
А пока важно то, что вероятность этих указанных двух процессов, в первом приближении, пропорциональна интенсивности поля излучения строго в положении атомов в кристалле. Я уже писал про эффект Бормана, там такая же ситуация, но на стадии поглощения. А регистрация вторичных излучений позволяет изучить этот же процесс с помощью независимого второго детектора.
Существует очень много исследований, в которых измеряют выход вторичных излучений и без дифракции. В этом случае кривая угловой зависимости имеет очень плавный вид. А в условиях дифракции она резко изменяется, приобретая характерную дисперсионную форму с максимумом и минимумом.
Хотя и в данном случае возможны все схемы дифракции: и в геометрии Лауэ (прохождение) и в геометрии Брегга (отражение), но для изучения структуры приповерхностных слоев более удобна вторая схема. Про нее я и рассказываю. Со слов Ковальчука я знаю, что идея скрестить два метода: фотоэлектронную эмиссию и рентгеновскую дифракцию, принадлежит Ефимову.
Но первые эксперименты такого типа были выполнены, а результаты опубликованы Щемелевым и Кругловым. Фактически, они впервые доложили о своих результатах на Ленинградской конференции 1970 года, и потом на всех последующих конференциях постоянно докладывали о своих новых результатах систематического изучения возможностей данного метода.
В первых экспериментах они исследовали совершенный кристалл и получили указанную дисперсионную кривую. А потом они взяли кристалл с нарушенным слоем и обнаружили, что кривая изменилась. Там, где был максимум, появился минимум и наоборот. Это было неожиданно и Круглов обратился к Афанасьеву за помощью.
Круглов хорошо знал Ковальчука, они, кажется, вместе учились в университете. А раз так, то он все знал и про Афанасьева. У них была проблема в том, что их статью не хотели просто так печатать, нужна была поддержка авторитетов. Афанасьев к тому времени уже имел большой опыт, да и вообще, он был очень способным в плане понимания физики на интуитивном уровне.
Он сразу сообразил что произошло. Из-за деформации слой атомов -- источников фотоэлектронов - сместился на половину межплоскостного расстояния, что привело к появлению дополнительного фазового множителя, который исказил форму кривой. Он обеспечил Круглову публикацию, а сам решил раскрутить свою идею в виде последовательной теории метода.
Ковальчук с Ковьевым в Москве тоже собрали экспериментальную схему для измерения фотоэлектронов и флуоресценции и начали проводить измерения, хоть и с некоторым отставанием от Круглова по времени. Так получилось, что в Вене в 1977 году проходила конференция по физике твердого тела и вакуумной физике, и Ковальчук с Афанасьевым решили послать туда первые результаты своих исследований.
Видимо предполагалось, что кто-то туда поедет. Они с Афанасьевым заявили доклад и послали статью в материалы конференции. В статью были включены все авторы, работающие по данной теме в то время, в том числе и меня включили за компанию с Афанасьевым.
Я помню, что статью эту я совсем не писал, но меня вызвали в Институт кристаллографии, где мы собирались на обсуждения, и велели вписать формулы в рукопись, так как у меня это лучше получалось. В то время оргтехника была такова, что текст статьи печатался на пишущей машинке, а для формул оставлялись места. Потом в эти места надо было аккуратно и красиво вписывать формулы.
Интересно получилось, что на конференцию так никто и не поехал и доклад не делал, но статью все же напечатали в трудах конференции. И это была первая публикация от нашей группы по методу стоячих рентгеновских волн, да еще сразу на английском языке. Я вставил ее в список своих публикаций за номером 15, сразу после статьи с Клименко, опубликованной тоже в трудах конференции.
Ну, а на очереди стояла задача написать основополагающую теоретическую статью, в которой дать подробный анализ возможностей нового метода, а главное, обосновать идею Афанасьева о смещении атомных слоев и влиянии этого смещения на форму кривых. Афанасьев, как всегда, объяснил мне задачу, дал рецепт, как ее делать, и стал ждать, когда я все сделаю.
Но через неделю я вдруг понял, что писать статью по рецепту Афанасьева будет очень сложно. Он предлагал сразу разделить кристалл на подложку, то есть совершенную часть и нарушенный слой, а потом использовать сложные рекуррентные соотношения для получения полной амплитуды отражения.
Я увидел, что более простая теория получается на основе дифференциальных уравнений Такаги, из которых можно получить очень интересное уравнение для отношения амплитуд отраженной и падающей волны, то есть, фактически, для переменной амплитуды отражения на любой глубине кристалла.
На очередном обсуждении я предложил Афанасьеву свой подход. Реакция была стандартная, то есть по принципу "я начальник -- ты дурак". Он мне указал на мое место и велел не выдумывать отсебятины, а делать как велено. Я и раньше с ним часто ругался, потому что его иногда заносило, а я никогда никого и ничего не боялся, и всегда лез на пролом. Но на этот раз мы сцепились не на шутку.
В молодости у меня был такой аутотренниг, я часто говорил себе заклинание: "Я дурак, и я ничего не боюсь". Первое служило мотивацией к инструкции "не забывай подумать до того, как что-то делать", а второе было необходимо, чтобы справиться со страхом нежелательных последствий, который всегда есть.
Ведь стоит только подумать, что любое дело может испортить жизнь, и уже ничего не захочется делать. В том числе и писать эти воспоминания. А потом я придумал такую шутку. До свадьбы я сам себе говорил, что я дурак, а после свадьбы уже не нужно этого делать, жена все делает за меня.
В тот день я пошел на принцип. Я сказал, что или я буду делать по своему или не буду вообще ничего делать. А потом задал Афанасьеву задачку. Если нарушенный слой идеальный, то отражение не зависит от толщины слоя. В моем подходе это сразу и очевидно следует. А в вашем я даже не могу это показать.
Он ушел очень сердитый и озадаченный. Через три дня он пришел снова и сказал, что он сделал вывод и показал, что отражение не зависит от толщины слоя. Но вывод действительно очень сложный, и это минус, будем делать по твоему. В последующие годы я использовал уравнение для переменной амплитуды отражения в программах для компьютера, и даже те же самые рекуррентные соотношения, которые предлагал Афанасьев, выводил через них.
А поначалу такой подход действительно позволил все просто записать и все объяснить. После того, как я написал математику, Афанасьев написал введение и мы послали статью в ЖЭТФ. Ее сразу взяли без проблем и после этого Афанасьев взялся за ее раскрутку. В конце концов статья набрала 90 цитирований. Все же меньше, чем статья 1971 года, у которой 107, но тоже много. В списке моих наиболее цитируемых статей у нее 7-я позиция.
Я смотрю на свой список публикаций и вижу, что после этой статьи у меня с Афанасьевым больше нет ни одной совместной статьи по этой теме. И есть лишь две статьи по другим темам. А именно, статья 1979 года с Каганом, о которой я писал в предыдущей главе, и в которой Афанасьев ничего не делал, и статья 1986 года, в которую Афанасьев был вписан Аристовым из политических соображений. Афанасьев к тому времени уже был членом-корреспондентом, а Аристову тоже хотелось.
То есть наша совместная работа на этом практически и закончилась. А причиной такого положения стали административные разногласия и поведение Афанасьева. Я не помню когда Афанасьев выдвинул свою кандидатуру в члены-корреспонденты первый раз. Мне казалось, что еще будучи сотрудником лаборатории Кагана. Ковальчук пишет про 1981 год, тогда я запомнил неправильно.
В любом случае было ясно, что у Афанасьева будет больше шансов на избрание, если он будет начальником лаборатории, а не простым сотрудником. И он за много лет до этого события поддерживал общение с академиком Кикоиным. В частности в 1977 году Кикоин, будучи главным человеком из дирекции по работе с молодежью, назначил Афанасьева председателем аспирантской комиссии Курчатовского института.
Афанасьев сразу же сделал меня секретарем этой комисссии и поручил мне организацию вступительных экзаменов в аспирантуру. А потом мы заседали и решали кого принимать, а кого нет. Я никогда не любил организационную работу, и потому мне не очень нравилось этим заниматься. Но я старался.
Я назначал время и место проведения экзаменов, набирал команду принимающих, в основном из преподавателей, то есть тех, кто параллельно читает лекции в вузах. Как раз на этой почве я хорошо познакомился с Володей Горобченко, мужем Наташи, он охотно помогал мне в деле приема экзаменов.
Хотя я сам нигде не преподавал, но я и сам принимал экзамены, особенно у тех аспирантов, которые шли к знакомым мне людям. По этой причине многие из известных в институте людей меня знают, так как сдавали мне экзамены, хотя я сам помню не всех. Интересно, что я принимал экзамен у Саши Чумакова, с которым потом много лет работал в Гренобле.
Саша мне потом рассказывал, что он просто придумал ответ на вопрос прямо на экзамене, и это его сильно удивило. Но для таких озарений нужно было уметь правильно задать вопрос так, чтобы в нем была подсказка на ответ. Иногда мне это удавалось. То есть работа в аспирантуре в то время пока Афанасьев был ее председателем, была поставлена неплохо.
И вот в какой-то момент Афанасьев попросил у Кикоина организовать лабораторию под себя в его ОПТК. Когда-то у Кикоина была лаборатория Кагана, потом она пропала, а Афанасьев предлагал ее оживить в новом составе. Кагану очень не хотелось отпускать Афанасьева, он был его первым аспирантом и лучшим учеником. Про то как себя вел Афанасьев в других местах, Каган не знал, а с ним Афанасьев вел себя очень хорошо и правильно.
Принцип "ты начальник -- я дурак", он тоже хорошо усвоил и выполнял. Я не знаю точно, но мне рассказывали, что Каган даже предлагал Афанасьеву разделить свою лабораторию на две части, и одну часть отдать ему, но Афанасьев на это не согласился. До поры до времени он все делал в тайне, и даже мне ничего не говорил.
Но Ковальчук мог расколоть на искренность кого угодно, и он все знал. А потом звонил мне по телефону и все рассказывал. Так что я тоже был в курсе всех дел. Наконец, когда вопрос об уходе Афанасьева был решен окончательно, было очевидно, что он заберет и меня с собой. Этого Каган тоже не хотел.
Поэтому Каган пригласил меня к себе домой еще раз на разговор. Я помню, что перед тем, как сказать жуткую тайну, он попросил меня сесть, чтобы я, стоя, не потерял равновесие. Я сел, и он сразу сказал, что Афанасьев от нас уходит, но он не хотел бы, чтобы я ушел вместе с ним.
Если я решу остаться, то он позволит мне заниматься тем, чем я сам захочу, имелась в виду моя прежняя деятельность, а также в скором времени он переведет меня на должность старшего научного сотрудника. Я про уход Афанасьева уже все знал и имел время подумать о своих действиях. Это оказалось очень кстати.
Я ответил, что действительно не хочу уходить, а перевод на старшего научного сотрудника -- очень хороший аргумент для Афанасьева. На том и порешили. Я свое обещание выполнил в том плане, что не ушел из лаборатории и спустя годы, когда мне это предлагал Ковальчук. С другой стороны, Каган больше не нагружал меня провальными проектами типа водорода в металлах, и это тоже было очень хорошо.
В то время я реально хотел избавиться от Афанасьева. Я понимал, что в новой лаборатории он сделает меня заместителем, свалит на меня всю работу, а сам по-прежнему ничего не будет делать. А я не люблю административную работу, да еще за маленькие деньги. Даже если бы он со временем тоже сделал меня старшим, то за это пришлось бы платить большую цену.
Кроме того, мне не нравился Афанасьев как человек. Хотя он и добился каких-то успехов, но по принципу "нахальство -- второе счастье". Он часто вел себя бесцеремонно, бестактно, говорил циничные вещи, не стесняясь. А, с другой стороны, совершал поступки по жизни, которые, кроме как глупостью, никак не назовешь.
В целом он не был подлецом, он был вполне хорошим человеком, но неудобным и неприятным в общении. Я как раз мечтал от него избавиться, и вот так мне повезло. Я не считал себя обязанным. Да, Афанасьев мне сильно помог на начальном этапе моей работы. Так я и пахал на него десять лет. Я все сполна заплатил, и могу быть свободным.
Из наших взаимоотношений я запомнил такой случай. В какой-то год из 70-х, на день рождения Курчатова подводили итоги Курчатовского конкурса научных работ. Я получил очередную молодежную премию, а Афанасьев с Петей Александровым получил взрослую премию. Мне соответственно дали приглашение на заседание Ученого Совета в клубе, а потом был концерт, как положено.
Я сижу себе в зале, и наблюдаю что происходит на сцене. Вдруг меня нашел Афанасьев, из прохода знаками попросил выйти, а потом сказал: "пойдем". Я пошел, толком не понимая куда. По дороге он мне сказал: "сиди тихо и молчи". Оказывается, мы пришли домой к президенту Академии Наук, на домашний праздничный ужин.
Петя нам открыл, а когда мы зашли, Афанасьев сказал, кивая на меня. Он тоже лауреат премии. Как я понял, Афанасьева никто не приглашал, но приходить одному ему было неудобно, и он прихватил меня за компанию. За столом практически никого и не было. Кроме президента Анатолия Петровича, Пети и его жены Тани, была только Света Феоктистова, видимо, старая подруга их семьи.
Она в то время работала секретаршей у Беляева. Я ее мало знал, но однажды перед поездкой в Армению она попросила меня передать какой-то презент Альпику Мкртчану. Как я понял, она тоже туда ездила, или знала его в Москве, когда он приезжал. С Петей мы вместе не работали, он работал с Афанасьевым как раз в тот момент, когда я уже перестал с ним работать.
Но у нас была общая тематика, и мы часто встречались. Один раз Петя пригласил меня к себе домой, показал весь дом, много рассказал интересного и про себя и про отца. Но об этом я писать не буду, это не про меня. Мы не дружили, но и не враждовали даже в самые сложные моменты.
Так вот, в тот вечер кроме Афанасьева за столом больше никто не говорил. А Афанасьев объяснял АП кто есть кто, кого надо посылать за границу, а кого не надо, и вообще как надо управлять институтом. Анатолий Петрович ему несколько раз пытался объяснить: "Вы зря стараетесь, я все равно ничего не запомню, вы лучше запишите на бумажке".
Еще одна интересная история состояла в том, что Анатолий Петрович несколько лет в свой отпуск ездил на остров между реками Ахтубой и Волгой недалеко от их впадения в Каспийское море в компании с Наташей и Володей Горобченко, с которыми мы дружили семьями. Но Володя никогда ничего не просил, может только квартиру получил раньше других, но я этого не знаю. В каком-то году в конце 80-х мы с Ларисой тоже отдыхал в тех местах один год. Может я напишу об этом в последующих частях.
Но я снова отвлекся. Через какое-то время после разговора с Каганом Афанасьев зашел ко мне в аспирантскую комнату на первом этаже, он всегда ко мне заходил сам, так как это было удобно, я сидел прямо рядом с проходной. Он каким-то официальным тоном сообщил мне, что уходит из лаборатории и предложил уйти вместе с ним. Это был первый разговор на эту тему, когда уже все было решено окончательно.
Я сказал, что я в курсе, и что Каган мне предложил старшего научного сотрудника. А деньги мне очень нужны, поэтому я остаюсь. Вот только сейчас, вспоминая эту сцену я стал думать, что он уже заранее знал мой ответ, может быть от того же Ковальчука. Он, как мне показалось, не очень удивился, и даже не очень расстроился. Но сразу поставил условие.
Он сказал: "В таком случае вы не можете заниматься теорией метода стоячих рентгеновских волн. Это моя тема, и я буду развивать ее сам." Я согласился, у меня было полно других тем, это не такая уж трагедия для меня. Да и вообще задач много. На этом разговор окончился, и он ушел.
К сожалению, я не запомнил время, когда это было. В моих официальных бумагах написано, что я получил должность старшего научного сотрудника в декабре 1979 года, одновременно с Юрой Кононцом. Значит это было раньше, скорее всего осенью этого же года.
Я тогда действительно был полон решимости не заниматься этой темой. Я продолжал работу с Аристовым и Габриэляном. Но появилась и еще одна тема, не имеющая отношения к рентгену. В то время лаборатория Скляревского разделилась и сократилась. Вполне возможно, что это было связано со смертью Скляревского. Новым начальником лаборатории стал Геннадий Смирнов, а часть людей сменила тему.
Так, Игорь Лукашевич стал заниматься проблемами бозе-конденсации, нового направления, которое стал развивать Каган, а Володя Горобченко перешел в лабораторию, которая занималась металлами. Он заказал установку, но ее долго делали. А пока, от нечего делать он занялся теорией электронной жидкости в металлах. Фактически, для упрощения задачи была придумана модель взаимодействующего электронного газа на фоне однородно размазанного положительного заряда для обеспечения электрической нейтральности.
Такая модель все равно оставалась крайне сложной для теоретического описания, потому что это квантовая механика многих частиц с сильным взаимодействием. Володя, как ему тогда казалось, нашел новый подход к задаче, который еще никто не рассматривал. Но как проверить какое приближение лучше, а какое хуже. Для этого вычислялись различные свойства электронного газа и проверялись очевидные тождества между различными характеристиками. Такие тождества назывались правилами сумм.
Так как Володя делать вычисления на компьютере не умел, то он попросил меня ему помочь. Мы были хорошими друзьями, конечно я не мог ему отказать. Тем более, что он сказал, что хочет защитить докторскую диссертацию, и не хочет использовать для этого совместные работы с Афанасьевым.
Володя был экспериментатором, но и очень хорошо знал теорию. Темой их работы была релаксация мессбауэровских спектров поглощения. Афанасьев по этой теме защитил кандидатскую диссертацию, и потом всю жизнь ей занимался параллельно с другими задачами.
Володя мог выполнять сложные аналитические вычисления, но у него не было физической интуиции, вероятно, просто из-за нехватки общего теоретического образования. Поэтому в совместной работе с Афанасьевым все идеи принадлежали Афанасьеву, а Володя делал всю черную работу, как и я.
Володя был уникальным человеком вот в каком смысле. Когда он писал какой-то текст, то он всю работу делал в уме. А на бумагу исключительно красивым почерком писал только чистовик, и никогда его не правил. Его рукопись выглядела красивее печатного текста.
Первоначально моей задачей было вычислить достаточно сложные интегралы по известным формулам. И я параллельно с другими делами взялся и за эту работу. А закончилось все тем, что я написал большой обзор по этой теме и знал ее очень хорошо. Но об этом более подробно я напишу в другом месте. Эта работа не вошла в докторскую диссертацию.
Отношения с Афанасьевым еще оставались вполне сносными. Он перестал со мной работать, но я все равно был необходим, потому что обрабатывать экспериментальные кривые было некому. Я все же написал относительно универсальную программу, вычисляющую кривые угловой зависимости отражения, то есть КДО, и выхода вторичных излучений, главным образом, фотоэлектронной эмиссии и флуоресценции.
Но мои расчеты показывали более яркие кривые, с более высокими максимумами и более низкими минимумами, чем те, которые измерялись в экперименте. Это была некая проблема, связанная с тем, что качество эксперимента было недостаточно высоким. В последующие годы совпадение стало более хорошим. Работа по обработке кривых, однако, не заканчивалась публикациями.
Продолжал я и какие-то дела с Ковальчуком, уже даже не помню какие. Скорее всего, дела были у него, а я просто составлял ему компанию, чтобы ему не скучно было. Он все знал про мои дела. И в один из дней 80-го года, уже не помню когда именно, Ковальчук вдруг предложил мне написать статью по моей программе расчетов.
Мы сели за стол у него дома и обсудили как можно было бы написать. Набросали Введение и план остальной части, остальное я доделал сам. Никого не стали вписывать. Я поблагодарил Афанасьева на всякий случай, а он Имамова, который к тому времени был его начальником. И, кажется, он провел статью через свой институт, а заодно и перевел на английский язык и послал в журнал "Physica Status Solidi".
Эта статья по сути была намного лучше статьи с Афанасьевым в ЖЭТФе, потому что содержала более четкую постановку задачи и конкретный рецепт ее решения. Но ни я, ни Ковальчук ее особенно не раскручивали, поэтому у нее только 29 цитирований. Более того, в 1985 году я придумал другой подход к решению задачи, а данный подход быстро устарел.
В том же году Ковальчук мне предложил написать еще одну статью. Дело в том, что Лобанович на радиозаводе в Минске, обработал с помощью своих "сотрудников" огромное количество образцов методом "интегральных характеристик", о котором я писал выше. И передал все эти результаты Ковальчуку. Ковальчук один писать не любил, поэтому мы снова сели за стол в его квартире и написали эту вторую статью.
Но на этот раз Ковальчук уже вписал Имамова в соавторы, объяснив, что иначе у него будут проблемы, а я не стал даже писать благодарность Афанасьеву. В статье я заново переписал, в чем состоит суть метода, но более простым языком и в укороченном варианте.
А главным результатом статьи были кривые Лобановича. Затем по тому же сценарию послали статью в тот же журнал. Интересно, что у этой статьи тоже неплохое цитирование, 22, хотя она относительно специальная. Обе статьи вышли в 1981 году и имеют номера 27 и 28 в моем списке публикаций.
В следующем году тоже вышла статья, но уже по методу стоячих волн. На этот раз в статье были экспериментальные результаты. Результаты по кремнию, видимо, были получены самим Ковальчуком с использованием трехкристального спектрометра и приставок для измерения фотоэлектронов. А результаты измерений на арсениде галлия представил Захаров.
Моей задачей было не просто сделать расчет кривых, а попытаться решить обратную задачу, то есть найти такой профиль деформации (смещения) и аморфизации (статический фактор Дебая-Валлера), для которого расчетные кривые совпали бы с экспериментом. Как-то мне удалось это сделать, хотя опыта в такой работе еще было мало. Если Лобанович был начальником цеха в огромной ящике микроэлектроники в Минске, то Захаров был каким-то начальником на заводе в Калуге.
Перед тем, как начинать эту работу, мы ездили в Калугу знакомиться с Захаровым. Там я купил своим ребятам складной велосипед с маленькими колесами. Велосипед был тяжелый и для взрослых. Но дети быстро росли и такой велосипед был удобен тем, что опустив седло и руль дети тоже могли на нем кататься. А с возрастом просто постепенно поднимались седло и руль.
Статью тоже опубликовали в "Physica Status Solidi", она вышла в 1982 году и имеет 12 цитирований. Статья очень неплохая, но она как бы не проблемная. В ней просто сообщались результаты на тот момент развития метода. В ней пять авторов, хотя реально работали трое, я, Ковальчук и Захаров. Имамов и Лобанович были вписаны по разным соображениям.
Интересно получилось то, что хотя Афанасьев запретил мне работать по данной тематике, я все же продолжал работать. Но в свое оправдание могу сказать, что я не проявлял никакой инициативы. Все статьи были написаны по инициативе Ковальчука. Почему-то Афанасьев Ковальчука не блокировал до поры до времени. А тот вел свою политику, не считаясь с Афанасьевым.
Он вписывал Имамова в статьи, и Имамов ему не мешал. А Афанасьев, скорее всего, до поры, до времени ничего не знал. Когда он узнал про эти статьи, он запретил Ковальчуку работать со мной. Скорее всего это произошло в конце 1981 года. Поэтому больше статей не было до 1985 года, то есть до защиты докторской диссертации.
Тем не менее, в диссертацию вошла еще одна статья по этой теме. Ее история была такая. На конференции в Черноголовке 1982 года ко мне обратилась женщина по фамилии Суходрева. Она рассказала, что они тоже используют дифрактометрию, то есть регистрируют КДО. Но у них большие деформации и они используют высокие порядки отражения, в результате кривые имеют очень длинные хвосты с относительно большим отражением.
Решать обратную задачу для таких кривых они не умеют. И просила меня помочь им понять что делать с кривыми. Я согласился. Через какое-то время я приехал к ним на завод, там меня ждали сама Ирина, так звали женщину, и ее молодой сотрудник Миша Прилепский. Они мне показали свою установку и кривые.
Я стал думать что я могу сделать. И очень скоро придумал красивый подход. В их случае амплитуда отражения описывается интегралом от экспоненты с большой фазой. А раз так, то можно применять, так называемый, метод стационарной фазы, и получить приближенную оценку интеграла в аналитическом виде.
На физическом языке это означает, что в нарушенном слое есть большой спектр межплоскостных расстояний на разной глубине от поверхности. При каждом угле падения плоской волны в кристалле отражает только тот слой, где выполняются условия Брэгга, а амплитуда отражения имеет величину, пропорциональную толщине этого слоя.
Соответственно очень легко решать задачу, если дополнительно предположить, что профиль деформации в слое монотонный. А если нет, то однозначности нет, Но используя дополнительную информацию можно решить обратную задачу и в этом случае. Я обработал этим методом некоторые из тех кривых, что они мне дали, и написал статью.
Оформление статьи я поручил им, так как не любил этим заниматься. Они решили послать статью в новый тогда журнал "Поверхность", где ее и напечатали в конце 1984 года. Тогда перевод этого журнала делали без интернет поддержки. Поэтому ни ISI, ни Гугл не дают цитирования на английскую версию. А на русскую версию Гугл дает 3 цитирования, что для Поверхности не так уж и мало.
В последующие годы я метод этой статьи использовал как наводку к профилю деформации, который затем подгонялся стандартными методами. Интересно, что через несколько лет Миша Прилепский оказался сотрудником новой лаборатории Ковальчука, и мы с ним часто виделись. Но недолго. В конце 80-х он поехал в горы, так как был альпинист, и не вернулся. С альпинистами такое случается.
Продолжение в пятом разделе