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

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Секс без обязательств: вред или польза — узнайте правду Секс без обязательств: вред или польза — узнайте правду

О плюсах и минусах мимолетных встреч

Psychologies
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
Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами

20 лет назад их треки гремели на всех танцполах страны. А что потом?

VOICE
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Дети оказались любопытнее обезьян Дети оказались любопытнее обезьян

Человеческие дети более любопытны, чем орангутаны, гориллы, шимпанзе и бонобо

N+1
Ангел и деним Ангел и деним

Настя Акатова открыла нам еще одно удивительно красивое женское место – пресс

Maxim
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
Generation T Generation T

Зачем группа «Тинькофф» инвестирует миллионы в обучение школьников

Forbes
Свежевыжатые соки Свежевыжатые соки

Какие плюсы и минусы скрываются в ароматных соблазнах свежевыжатых соков?

Здоровье
Летящие над водой Летящие над водой

Одна из самых интересных технологий, переживающая настоящий ренессанс – фойлы

ТехИнсайдер
За мороженым За мороженым

Лето, солнце и пломбир в стаканчике делают нашу жизнь еще прекраснее!

Лиза
Ешь, пей, танцуй Ешь, пей, танцуй

Ереван — одно из самых трендовых направлений года.

Robb Report
Разумозамещение Разумозамещение

Искусственный интеллект в финансовой сфере

Деньги
Каникулы без родителей Каникулы без родителей

Как подготовить ребенка к поездке в лагерь и пережить ее самим?

Лиза
Вспомнить все Вспомнить все

Лайфхаки для улучшения памяти

Лиза
Пророческий «Титан»: как роман, написанный за 14 лет до трагедии, предсказал крушение «Титаника» Пророческий «Титан»: как роман, написанный за 14 лет до трагедии, предсказал крушение «Титаника»

Неужели писателю удалось предсказать крушение «Титаника»?

ТехИнсайдер
Бассейн на даче: это сложно или нет? Бассейн на даче: это сложно или нет?

Разбираемся, чего от бассейна на дачном участке больше — пользы или проблем?

CHIP
Скорость и смертельная опасность: как «24 часа Ле-Мана» стала легендарной гонкой Скорость и смертельная опасность: как «24 часа Ле-Мана» стала легендарной гонкой

Как трасса на севере Франции изменила мир автоспорта

Forbes
Анна Афанасьева Анна Афанасьева

Глава фонда «Точка опоры» уже 13 лет поддерживает спортсменов с инвалидностью

Собака.ru
Знаменитости покоряют «24 часа Ле-Мана»: кто из актеров и рок-звезд стал автогонщиком Знаменитости покоряют «24 часа Ле-Мана»: кто из актеров и рок-звезд стал автогонщиком

Знаменитости, которые принимали участие в легендарном марафоне «24 часа Ле-Мана»

Forbes
Как установить моды на Симс 4? Подробная инструкция Как установить моды на Симс 4? Подробная инструкция

Как установить моды на Симс 4, чтобы играть было еще интереснее

CHIP
Он покорил Монако и Везувий. 114 лет первому российскому серийному авто Он покорил Монако и Везувий. 114 лет первому российскому серийному авто

Как Российская империя стала лидером мирового автопрома?

РБК
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Марс лучше всего наблюдать в периоды противостояний

Наука и жизнь
На страже равнин На страже равнин

Как сохранить cтепи, прерии, саванны и пампасы?

Вокруг света
От проклятия до болезни: что думали о месячных в прошлом — и как с ними справлялись От проклятия до болезни: что думали о месячных в прошлом — и как с ними справлялись

Как в прошлом люди воспринимали менструацию? Какой была гигиена?

Psychologies
14 признаков того, что ты нашла свою родственную душу 14 признаков того, что ты нашла свою родственную душу

Признаки, которые указывают на то, что ты нашла свою родственную душу

VOICE
Легенда на все времена. Wrangler 2024, с новым мягким верхом и 6.4-литровым мотором Легенда на все времена. Wrangler 2024, с новым мягким верхом и 6.4-литровым мотором

Jeep Wrangler сохраняет за собой титул «легендарного внедорожника»

4x4 Club
«Инвесторы ждут четких и неизменных правил игры» «Инвесторы ждут четких и неизменных правил игры»

Государство должно расширять территории с комфортными условиями для бизнеса

РБК
Эксперт объяснил, почему ИИ в одних задачах превосходит человека, а в других делает дикие ошибки Эксперт объяснил, почему ИИ в одних задачах превосходит человека, а в других делает дикие ошибки

Инструмент, который может объяснить, как работают модели ИИ

ТехИнсайдер
Открыть в приложении