В России создается элементная база, работающая на новых физических принципах

НаукаHi-Tech

Эпоха «посткремниевой долины»

_Сотрудники молодежной лаборатории ИФП СО РАН Евгений Багочюс (на переднем плане) и Виталий Тумашев (на заднем плане) работают в чистом помещении

Российские ученые разработали новые материалы для решения задач современной и перспективной электроники, промышленного производства, систем связи и коммуникаций, экологии, создали научный и технологический заделы для электронной компонентной базы и устройств электроники и твердотельной фотоники на новых физических принципах. На это у них было три года.

Чем выше скорость развития информационных технологий, тем большая нагрузка ложится на компьютеры. Их производительность зависит от многих вещей, но прежде всего от количества транзисторов — строительных блоков любой микросхемы. Чем меньше транзисторы и чем больше их в микросхемах, тем лучше и быстрее будет работа компьютера. Но настанет момент, когда уменьшать транзисторы станет невозможно. И тогда настанет эпоха посткремниевых материалов.

Точка отсчета

Созданию возможностей и подходов для разработки компонентной базы электроники, работающей на новых физических принципах, посвящен проект «Квантовые структуры для посткремниевой электроники», головным исполнителем которого стал подведомственный Минобрнауки России Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН). Участники проекта занимались созданием перспективных материалов и квантовых структур на их основе, обладающих новыми свойствами и характеристиками.

Руководитель проекта, директор Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН академик РАН Александр Латышев

Для проекта создан консорциум, в который, помимо ИФП СО РАН, вошли Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ), Институт физики микроструктур РАН (ИФМ РАН - филиал Института прикладной физики РАН) из Нижнего Новгорода, Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ), Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН (ИФМ УрО РАН) из Екатеринбурга.

«Наш проект отличается от других научных проектов такого масштаба: обычно выбирается одно направление и силы всего коллектива сосредотачиваются на нем. У нас же цель всего проекта шире — мы сфокусировались на шести глобальных фундаментальных направлениях и охватили 47 разных задач, в том числе и прикладного характера. Мы успешно решили вопросы, касающиеся как установления физических закономерностей существования квантовых систем, развития технологий для реализации квантовых гетероструктур, так и создания новых материалов, электронно-компонентной базы на новых физических принципах для посткремниевой электроники»,— отмечает руководитель проекта, директор Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН академик РАН Александр Латышев.

«Думаю, что появление проекта, посвященного поиску путей развития посткремниевой электроники, неслучайно и связано с ожидаемым нарушением закона Гордона Мура, согласно которому в рамках кремниевой технологии количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. Понятно, что геометрические размеры транзисторов должны достигнуть своего минимума, что, по самым пессимистичным прогнозам, приведет к стагнации кремниевой электроники. Конечно, не все так мрачно, развитие микроэлектроники продолжается, хотя во многом оно связано с использованием в традиционной кремниевой технологии разных некремниевых материалов»,— рассказывает заместитель директора по научной работе ИФП СО РАН, ответственный исполнитель проекта доктор физико-математических наук Александр Милёхин.

Почему квантовые структуры интересны ученым?

Квантовые эффекты проявляются в объектах чрезвычайно малых геометрических размеров с характерной величиной 10 нанометров. То есть на обычную единицу площади таких структур поместится очень много. Кроме того, свойства таких объектов сильно отличаются от свойств макроскопических материалов, из которых они состоят. Причем свойствами квантовых структур можно управлять, меняя лишь их размер. Используя такие структуры, можно не только реализовать большое число активных элементов на чипе (например, транзисторов), но и создавать устройства нового типа с малым энергопотреблением, с большей скоростью обмена данными, с большими объемами хранимой информации.

Установление физических закономерностей созданных квантовых и топологических полупроводниковых материалов, гетеросистем и структур и определение возможностей их использования для перспективной посткремниевой электроники — важная фундаментальная часть проекта. Такие структуры должны стать основой для прототипов устройств электроники, твердотельной нанофотоники, сенсорики, инфракрасной техники, устройств памяти, полупроводниковых лазеров, фотоприемников, устройств управления излучением.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Ген рецептора калиевого канала оказался ответственным за высоту человеческого голоса Ген рецептора калиевого канала оказался ответственным за высоту человеческого голоса

Что отвечает за высоту человеческого голоса?

N+1
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Как сохранить красоту маникюра после 50 лет: простые лайфхаки от экспертов Как сохранить красоту маникюра после 50 лет: простые лайфхаки от экспертов

Возраст – не помеха здоровым и крепким ногтям!

VOICE
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Слишком горячий Слишком горячий

Что делать, если твой мужчина — настоящий Отелло

Лиза
Перевал Перевал

С момента гибели туристов из группы Игоря Дятлова прошло больше полувека

Популярная механика
Селеста Инг, «Пропавшие наши сердца» — фрагмент из нового романа Селеста Инг, «Пропавшие наши сердца» — фрагмент из нового романа

Отрывок из книги «Пропавшие наши сердца» — на «Снобе».

СНОБ
Тяжелый легкий бег Тяжелый легкий бег

Как работает организм на марафонских дистанциях

Популярная механика
В Англии есть специальное кладбище для ампутированных конечностей. Пугающе интересно! В Англии есть специальное кладбище для ампутированных конечностей. Пугающе интересно!

Куда люди могут девать свои ампутированные конечности

ТехИнсайдер
Семиместный Mitsubishi Outlander. Ты бы меня ещё о внуках спросил… Семиместный Mitsubishi Outlander. Ты бы меня ещё о внуках спросил…

Mitsubishi Outlander получил очередную порцию обновлений и третий ряд сидений

4x4 Club
Город для игр: как женщины-архитекторы создают необычные детские площадки Город для игр: как женщины-архитекторы создают необычные детские площадки

Игровые площадки — это точка притяжения не только для детей, но и для родителей

Forbes
В Монголии обнаружили древнейшее украшение в форме фаллоса В Монголии обнаружили древнейшее украшение в форме фаллоса

Древнейшее украшение в форме фаллоса, когда-либо найденное в мире

N+1
«Хорея»: дочь радиобиолога о болезни отца и принятии особенностей близких «Хорея»: дочь радиобиолога о болезни отца и принятии особенностей близких

Отрывок из автофикшна «Хорея» Марины Кочан

Forbes
Мария Червоткина Мария Червоткина

Главный инфлюенсер Петербурга Мария Червоткина — фея русской моды новой волны

Собака.ru
Многообещающие голливудские актрисы 1990-х, о которых все забыли – где они теперь? Многообещающие голливудские актрисы 1990-х, о которых все забыли – где они теперь?

Прошло пару десятков лет, и эти имена почти забыты

VOICE
Золотое сечение Золотое сечение

5 советов от дизайнера, как улучшить интерьер с помощью формулы гармонии

Лиза
Металлический мир: что известно о миссии по изучению астероида Психея, которая стартует уже осенью Металлический мир: что известно о миссии по изучению астероида Психея, которая стартует уже осенью

Зонд Psyche должен осмотреть целиком металлический мир

ТехИнсайдер
Сепарация от родителей: что надо помнить, если вы взрослеете прямо сейчас Сепарация от родителей: что надо помнить, если вы взрослеете прямо сейчас

Как отделить себя от родных и побороть желание во всем им угодить

Psychologies
Живые ископаемые Живые ископаемые

Членистоногие не зря послужили источником вдохновения для фантастов

Наука и жизнь
От чуда в Стамбуле до камбэка «Манчестер Юнайтед»: самые драматичные финалы в футболе От чуда в Стамбуле до камбэка «Манчестер Юнайтед»: самые драматичные финалы в футболе

Если спорт — это эмоции, то футбол — это эмоции, возведенные в степень

Forbes
80-летний мужчина годами проживает один и тот же день из-за редкого синдрома 80-летний мужчина годами проживает один и тот же день из-за редкого синдрома

Уж лучше ошибаться здесь и сейчас, чем заново проживать одни и те же события

Psychologies
Огоньки большого города Огоньки большого города

«Личная жизнь»: японская мелодрама из жизни социальных работников

Weekend
«Мастурбация — значит измена?»: разбор с психологами «Мастурбация — значит измена?»: разбор с психологами

Почему в отношениях мастурбация по-прежнему остается негласным табу

Psychologies
Семь самых загадочных археологических находок Семь самых загадочных археологических находок

Иногда древние артефакты заставляют ученых гадать о их назначении десятилетиями

Maxim
«Я не хотел жениться на девушке с ребенком»: онкобольной Дмитрий Спиридонов признался, почему опасался Лену Катину «Я не хотел жениться на девушке с ребенком»: онкобольной Дмитрий Спиридонов признался, почему опасался Лену Катину

Дмитрий Спиридонов признался, что не видел совместного будущего с Леной Катиной

VOICE
Когда воссияли звезды: ученые рассказали, какой была таинственная «эпоха Реионизации» на заре времен Когда воссияли звезды: ученые рассказали, какой была таинственная «эпоха Реионизации» на заре времен

Астрономы пытаются разгадать секреты того, когда Вселенная зажгла свои огни

ТехИнсайдер
Цветы как терапия Цветы как терапия

7 причин сделать флористику своим хобби

Лиза
Зачем нужны линии на ладонях Зачем нужны линии на ладонях

Если мы не можем узнать будущее по линиям на руках, то зачем же они нужны?

ТехИнсайдер
Чек-лист: как избавиться от жирного блеска на лице Чек-лист: как избавиться от жирного блеска на лице

Уменьшить жирный блеск кожи не так сложно, как кажется

Правила жизни
Открыть в приложении