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

Самолет комсомольцев Самолет комсомольцев

Уникальный авиационный проект, созданный комсомольцами и на деньги комсомола

Популярная механика
«Абайя — это статус»: есть ли у женщин в Дубае права свободы «Абайя — это статус»: есть ли у женщин в Дубае права свободы

Сотрудница Human Rights Watch — о насилии по отношению к женщинам в ОАЭ

Forbes
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Вторая жизнь. Уникальные автомобили, которые случайно нашли в гаражах Вторая жизнь. Уникальные автомобили, которые случайно нашли в гаражах

Редкие автомобили, которые были забыты в старых амбарах и гаражах

РБК
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Чем запомнился политик и медиамагнат Сильвио Берлускони Чем запомнился политик и медиамагнат Сильвио Берлускони

Как бывший премьер-министр Италии Сильвио Берлускони создал медиакорпорацию

СНОБ
Спасти мир от самого себя Спасти мир от самого себя

Непростая история одного из создателей атомной бомбы

Наука
В солнечной долине В солнечной долине

Светлый таунхаус на первой линии Чёрного моря, в окружении гор и виноградников

Идеи Вашего Дома
Гигиена Гигиена

Если верить рекламе, человеку следует ходить исключительно в костюме химзащиты

Maxim
Враг в отражении Враг в отражении

Как узнать, кто навел порчу или сглаз? 6 способов выявить недоброжелателя

Лиза
«К 2030 году мы качественно изменим конъюнктуру рынка» «К 2030 году мы качественно изменим конъюнктуру рынка»

Алексей Волков — о трудностях реализации туристических проектов

Монокль
Длительную контрацепцию на основе вирусного вектора испытали на кошках Длительную контрацепцию на основе вирусного вектора испытали на кошках

Биологи предлагают использовать антимюллеров гормон для контрацепции кошек

N+1
«Мое проклятье! Я далеко не идеальна!»: Наталья Ионова рассказала Павлу Воле о своей травме «Мое проклятье! Я далеко не идеальна!»: Наталья Ионова рассказала Павлу Воле о своей травме

36-летняя певица Наталья Ионова призналась, что у нее нет ногтя на пальце

VOICE
Почему отношения не выдерживают проверку временем: 5 красных флажков Почему отношения не выдерживают проверку временем: 5 красных флажков

Психологи выделяют распространенные признаки распада отношений

Psychologies
Кто твой главный враг по знаку зодиака? Кто твой главный враг по знаку зодиака?

В кого из знаков зодиака тебе лучше всего кинуть Магическим шаром?

VOICE
Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока

Некоторые мужчины Эфиопии соревнуются, чтобы стать самыми толстыми

ТехИнсайдер
Работаем с подсознанием: 7 приемов, которые помогут избавиться от негативных мыслей Работаем с подсознанием: 7 приемов, которые помогут избавиться от негативных мыслей

Как помочь себе справиться с негативом и перестать зацикливаться на плохом?

ТехИнсайдер
Как сбросить ноутбук до заводских настроек Как сбросить ноутбук до заводских настроек

Сброс ноутбука до заводских настроек поможет избавиться от самых разных сбоев

CHIP
Как распознать абьюз в семье: советы пожилым родителям Как распознать абьюз в семье: советы пожилым родителям

Как проявляется психологическое насилие над пожилыми людьми?

Psychologies
Закрыть потребность: что мы можем дать друг другу в отношениях — 2 примера из практики психолога Закрыть потребность: что мы можем дать друг другу в отношениях — 2 примера из практики психолога

Что мы так хотим получить от отношений?

Psychologies
Обещать — не значит жениться Обещать — не значит жениться

5 причин, по которым тебе не делают предложения

Лиза
В сарматских погребениях могильника Вонючка-1 нашли всадника и двух женщин с зубными аномалиями В сарматских погребениях могильника Вонючка-1 нашли всадника и двух женщин с зубными аномалиями

Наталия Березина исследовала останки трех человек раннесарматского времени

N+1
«Цитадель» братьев Руссо: как потратить более $300 млн на вторичный сериал «Цитадель» братьев Руссо: как потратить более $300 млн на вторичный сериал

Почему стриминги штампуют дорогостоящие, но вторичные проекты?

Forbes
Стрит-арт, изменивший историю: семь знаменитых «испорченных» мест Стрит-арт, изменивший историю: семь знаменитых «испорченных» мест

Вспоминаем «испорченные» стены и пространства, которые вошли в историю

Правила жизни
Потому что мы — банда! Зачем смотреть фильм «Девушки, живущие в сети» Потому что мы — банда! Зачем смотреть фильм «Девушки, живущие в сети»

Почему фильм «Девушки, живущие в сети» заслуживает самого пристального внимания

РБК
Послеродовая депрессия бывает даже у молодых отцов. Вот как справиться с этим Послеродовая депрессия бывает даже у молодых отцов. Вот как справиться с этим

По оценкам исследований, послеродовой депрессии подвержены около 10% отцов

ТехИнсайдер
Такие одинаковые, но разные ягоды: чем отличается черешня от вишни Такие одинаковые, но разные ягоды: чем отличается черешня от вишни

Вишня и черешня похожи между собой, но все же отличаются

ТехИнсайдер
Эдвард Мордейк — человек с двумя лицами. Существовал ли он на самом деле? Эдвард Мордейк — человек с двумя лицами. Существовал ли он на самом деле?

Есть в биографии Эдварда Мордейка некоторые поразительные несостыковки

ТехИнсайдер
Жена зарабатывает больше: как обойти стереотипы и сохранить гармонию в отношениях Жена зарабатывает больше: как обойти стереотипы и сохранить гармонию в отношениях

Существуют многие успешные пары, где жена зарабатывает больше, и они счастливы

Psychologies
Дело Кобе живет: как вдова баскетболиста увеличивает капитал семьи после трагедии Дело Кобе живет: как вдова баскетболиста увеличивает капитал семьи после трагедии

Как после трагедии Кобе Брайанта его вдова взяла все в свои руки

Forbes
Открыть в приложении