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

Новая дисциплина Новая дисциплина

Чемпионка мира, чемпионка Европы, призер Олимпийских игр – Евгения Медведева

Maxim
Шурыгина, Солнцев, Бугатти: что стало с героями скандальных ток-шоу Шурыгина, Солнцев, Бугатти: что стало с героями скандальных ток-шоу

Как же сейчас выглядят и чем живут одни из самых ярких звездочек на один эфир?

VOICE
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Главный фантаст Китая Лю Цысинь: секрет успеха «Задачи трех тел» Главный фантаст Китая Лю Цысинь: секрет успеха «Задачи трех тел»

Рассказываем о книгах Лю Цысиня и его пути к успеху

Maxim
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
Почему опасно делать гель-маникюр дома: эта ошибка может испортить здоровье на всю жизнь Почему опасно делать гель-маникюр дома: эта ошибка может испортить здоровье на всю жизнь

Почему нужно быть осторожной с гель-лаком?

VOICE
Миссия: металл Миссия: металл

Зонд Psyche должен будет осмотреть целиком металлический мир

ТехИнсайдер
7 cамых известных советских актеров одной роли 7 cамых известных советских актеров одной роли

Таланты, которых публика помнит лишь за одного-единственного персонажа

Maxim
Охота на Лисовую Охота на Лисовую

Мария Лисовая олицетворяет красоту землян в блокбастере «Вратарь Галактики»

Maxim
Что такое «дофаминовая перезагрузка» и почему она так нужна нам сегодня Что такое «дофаминовая перезагрузка» и почему она так нужна нам сегодня

Что такое дофаминовая система, как она связана с получением удовольствия

Psychologies
lexus UX. Премиальная миниатюра lexus UX. Премиальная миниатюра

Автопроизводители нашли способ бесконечно продавать один и тот же автомобиль

4x4 Club
10 цитат Эрика Берна, которые помогут выстраивать отношения с кем угодно 10 цитат Эрика Берна, которые помогут выстраивать отношения с кем угодно

Цитаты из книг Эрика Берна, чтобы научиться выстраивать отношения с людьми

Psychologies
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
Человек со свойствами и средствами Человек со свойствами и средствами

«Счастливчик Хэнк»: симпатичная кампусная драма

Weekend
История одного свадебного платья: почему иорданская принцесса Рим Аль Али двадцать лет носит наряд, пошитый в России История одного свадебного платья: почему иорданская принцесса Рим Аль Али двадцать лет носит наряд, пошитый в России

Почему принцесса Рим до сих пор носит свой свадебный наряд?

VOICE
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
Трудоголизм и лудомания: 6 видов современных поведенческих зависимостей — проверьте себя Трудоголизм и лудомания: 6 видов современных поведенческих зависимостей — проверьте себя

Существует большое количество поведенческих зависимостей, с которыми мы живем

Psychologies
Нейробиология совести. Что такое совесть и зачем она человеку Нейробиология совести. Что такое совесть и зачем она человеку

Совесть: могла ли она развиться у человека эволюционно?

ТехИнсайдер
Художник-абстракционист Алексей Ваулин: Искусство — материя, которая не терпит категоричности Художник-абстракционист Алексей Ваулин: Искусство — материя, которая не терпит категоричности

Художник-абстракционист Алексей Ваулин — о том, как понять современное искусство

СНОБ
Маленькие, но премиальные. Сравнение BMW X1 M35i и Mercedes-AMG GLA 35 Маленькие, но премиальные. Сравнение BMW X1 M35i и Mercedes-AMG GLA 35

Кроссоверы BMW и Mercedes-AMG очень похожи и выбирать между ними непросто

4x4 Club
Антистресс-рецепт от психолога: шоколадный чизкейк Антистресс-рецепт от психолога: шоколадный чизкейк

Психолог о рецепте, который помогает ей справляться со стрессом

Psychologies
«Север России — стратегически важный для нас регион» «Север России — стратегически важный для нас регион»

Север, Сибирь и Дальний Восток, — объект пристального внимания государства

РБК
Медовые маски и патчи из огурцов: почему народные средства не помогут вашей коже Медовые маски и патчи из огурцов: почему народные средства не помогут вашей коже

На что нужно обращать внимание, выбирая косметику?

Psychologies
Страшно? Не бойтесь! Как наш мозг обманывает тело Страшно? Не бойтесь! Как наш мозг обманывает тело

Почему мы боимся смерти?

Psychologies
Нелегкий вопрос. Могут ли тополя менять пол и как избавиться от пуха Нелегкий вопрос. Могут ли тополя менять пол и как избавиться от пуха

Можно ли вывести тополя без пуха и как спасаться от него прямо сейчас?

СНОБ
Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога

Как наконец поверить в себя и начать жить в полную силу

Psychologies
Борьба с жестоким миром: почему от стресса хочется есть — ответ ученых Борьба с жестоким миром: почему от стресса хочется есть — ответ ученых

Почему наш мозг требует больше жирной и калорийной пищи, когда переживает стресс

Psychologies
Ты и бывший: что остается после финала? Ты и бывший: что остается после финала?

Любовь однажды заканчивается, но след от нее растягивается на годы

VOICE
6 способов убежать от жары 6 способов убежать от жары

Лето в городе: духота, пыль и плюс 30 в тени… как же сделать жизнь прохладнее?

Здоровье
Юлиана Слащева: Мультипликация — лучший способ познакомить детей с их родителями Юлиана Слащева: Мультипликация — лучший способ познакомить детей с их родителями

Интервью председателя совета директоров Союзмультфильма Юлианы Слащевой

СНОБ
Открыть в приложении