Материалы портала «Научная Россия»

Самые дорогие продукты в истории цивилизации создают в Сибирской тайге

Самый дорогой продукт в истории цивилизации, инфракрасный сенсор способный из Москвы зарегистрировать тепло от спички, зажженной во Владивостоке и метаматериалы будущего, которые  позволят сделать объекты невидимыми в определенном диапазоне спектра – уже

Самый дорогой продукт в истории цивилизации, инфракрасный сенсор, способный из Москвы зарегистрировать тепло от спички, зажженной во Владивостоке, и метаматериалы будущего, которые  позволят сделать объекты невидимыми в определенном диапазоне спектра, – уже не фантастика. Исследования Новосибирского Академгородка сделали это реальностью.

Инфракрасный сенсор невероятной чувствительности и точности, сделанный из уникального наноматериала, мог бы из Москвы зарегистрировать тепло от спички, зажженной во Владивостоке. И этот материал создают в Новосибирском Академгородке, в Институте физики полупроводников СО РАН на уникальной технике собственной разработки.

Директор института академик Александр Асеев рассказывает, что когда к нему сюда приезжают именитые коллеги из Европы, их главное впечатление – шок. Конечно – Сибирь, там, как известно, медведи ходят по улицам, птицы от морозов замерзают на лету… Впечатление наиболее емко выразил представитель фирмы «Карл Цейсс»: «Такой капитализации я еще в мире не встречал, каждая установка стоит миллионы долларов, и все это собрано вместе!»  Вложенные миллионы способны вернуть миллионы, считает Асеев.

Высоко чистый монокристаллический кремний – другой самый дорогой продукт в истории цивилизации, а Сибирь – неистощимый источник кварцитов – сырья для его получения. Дешевый грязный, металлургический кремний стоит несколько долларов за килограмм. Следующий уровень - кремний «солнечного качества» - уже несколько десятков долларов. А вот чистый полупроводниковый кремний – это уже сотни долларов: кремниевые шайбы диаметром 300 мм стоят столько, сколько на них помещается стодолларовых банкнот. И это тоже лишь промежуточный продукт. А дальше – самое интересное! Материалы для чипов стоимостью тысячи долларов за килограмм. Две из 5 существующих в мире установки для выращивания монокристаллов высокочистого кремния методом бестигельной зонной плавки – здесь, в «Силиконовой тайге». А сами чипы, если их оценивать по весу кремния, стоят миллионы долларов за килограмм.

«Мы идем по этой цепочке настолько далеко, насколько это можно пройти сегодня», – говорит Асеев.

Коридоры и комнаты здания института своей чистотой, свежим воздухом и светлыми оттенками напоминают элитную клинику. Это сравнение справедливо потому что здесь растут и появляются на свет невероятно сложные материалы с заранее заданными свойствами. Гордость института – установки для молекулярно-лучевой эпитаксии. Эти невероятные по сложности конструкции, напоминающие то ли космический корабль, то ли инкубатор для выращивания новых форм жизни  и есть та самая система, которая при помощи специально заданных атомных, электронных и ионных пучков создает уникальные материалы с заранее определенной структурой и свойствами.

Гордость института – многокамерная установка для выращивания слоев кадмий-ртуть-теллур – настоящая супер-нанотехнологическая линия – уникальна по количеству используемых know-how. Она сконструирована и построена прямо здесь. В условиях высокого вакуума на особые подложки наносятся слои толщиной в один атом. В результате выращиваются пленки кадмий-ртуть-теллур. Этот материал – номер один в точной инфракрасной технике самого широкого использования – от космических исследований до медицины. И в России его производят только здесь. Производство пока малосерийное и очень дорогое, но потребности растут.

Мало создать сложнейший материал – важно максимально точно проверить его структуру и свойства. В институте можно посмотреть на слои атомов своими глазами - на самых современных электронных и сканирующих микроскопах.

Двумерные наноструктуры, которые здесь успешно получают – это тоже лишь этап. В Академгородке работают и с трехмерными наноструктурами – нанотрубками и наноспиралями. Это – еще один шаг к созданию метаматериалов – фантастических материалов будущего, которые позволяют сделать объекты невидимыми в определенном диапазоне спектра.

Фундаментальная наука в Институте физики полупроводников не просто соседствует с прикладными исследованиями - это две части общего целого. Именно поэтому в Академгородке могут появиться открытия, которые определят новую технологическую революцию.

 

александр асеев новосибирский академгородок полупроводники

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий