Родился 15 марта 1930 в Витебске. Его родители, убежденные коммунисты, назвали старшего сына (в возрасте 20 лет он погиб на войне) Марксом, а младшего — Жоресом, в честь основателя французской социалистической партии. Отец был "красным директором" разных военных заводов, семью бросало из города в город. Семилетку Жорес окончил на Сясьстрое (Урал), а в 1945 родители переехали в Минск; здесь в 1948 Алферов окончил 42-ю среднюю школу, где физику преподавал Я.Б.Мельцерзон — "учитель милостью божьей", ухитрившийся в разоренной школе, без физического кабинета, привить ученикам интерес и любовь к своему предмету. По его совету Алферов поступил в Ленинградский электротехнический институт на факультет электронной техники. В 1953 он окончил институт и как один из лучших студентов был принят на работу в Физико-технический институт в лабораторию В.М.Тучкевича. В этом институте Алферов работает и поныне, с 1987 — в качестве директора.

В первой половине 1950-х годов лаборатория Тучкевича начала разрабатывать отечественные полупроводниковые приборы на основе монокристаллов германия. Алферов участвовал в создании первых в СССР транзисторов и силовых германиевых тиристоров, а в 1959 защитил кандидатскую диссертацию, посвященную исследованию германиевых и кремниевых силовых выпрямителей. 

В те годы была впервые высказана идея использования не гомо-, а гетеропереходов в полупроводниках для создания более эффективных приборов. Однако многие считали работу над гетеропереходными структурами бесперспективной, поскольку к тому времени создание близкого к идеальному перехода и подбор гетеропар казались неразрешимой задачей. Однако на основе так называемых эпитаксиальных методов, позволяющих варьировать параметры полупроводника, Алферову удалось подобрать пару — GaAs и GaAlAs — и создать эффективные гетероструктуры. Он и сейчас любит пошутить на эту тему, говоря, что "нормально — это когда гетеро, а не гомо. Гетеро — это нормальный путь развития природы".

Начиная с 1968 развернулось соревнование ЛФТИ с американскими фирмами Bell Telephone, IBM и RCA — кто первый разработает промышленную технологию создания полупроводников на гетероструктурах. Отечественным ученым удалось буквально на месяц опередить конкурентов; первый непрерывный лазер на гетеропереходах был создан тоже в России, в лаборатории Алферова. Эта же лаборатория по праву гордится разработкой и созданием солнечных батарей, успешно примененных в 1986 на космической станции "Мир": батареи проработали весь срок эксплуатации до 2001 без заметного снижения мощности.

Технология конструирования полупроводниковых систем достигла такого уровня, что стало возможным задавать кристаллу практически любые параметры: в частности, если расположить запрещенные зоны определенным образом, то электроны проводимости в полупроводниках смогут перемещаться лишь в одной плоскости — получится так называемая "квантовая плоскость". Если расположить запрещенные зоны иначе, то электроны проводимости смогут перемещаться лишь в одном направлении — это "квантовая проволока"; можно и вовсе перекрыть возможности перемещения свободных электронов — получится "квантовая точка". Именно получением и исследованием свойств наноструктур пониженной размерности — квантовых проволок и квантовых точек — занимается сегодня Алферов.

По известной физтеховской традиции Алферов многие годы сочетает научные исследования с преподаванием. С 1973 он заведует базовой кафедрой оптоэлектроники Ленинградского электротехнического института (ныне Санкт-Петербургский электротехнический университет), с 1988 он — декан физико-технического факультета Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Научный авторитет Алферова чрезвычайно высок. В 1972 он был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, в 1979 — ее действительным членом, в 1990 — вице-президентом Российской академии наук и Президентом Санкт-Петербургского научного центра РАН.

 

Алферов — почетный доктор многих университетов и почетный член многих академий. Награжден Золотой медалью Баллантайна (1971) Франклиновского института (США), Хьюлет-Паккардовской премией Европейского физического общества (1972), медалью Х.Велькера (1987), премией А.П.Карпинского и премией А.Ф.Иоффе Российской академии наук, Общенациональной неправительственной Демидовской премией РФ (1999), премией Киото за передовые достижения в области электроники (2001).

 

В 2000 Алферов получил Нобелевскую премию по физике "за достижения в электронике" совместно с американцами Дж.Килби и Г.Крёмером. Крёмер, как и Алферов, получил награду за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов (Алферов и Крёмер получили половину денежной премии), а Килби- за разработку идеологии и технологии создания микрочипов (вторую половину).