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

«На казенный счет изгонял бога из природы» «На казенный счет изгонял бога из природы»

Климент Тимирязев раскрыл тайну фотосинтеза и изобретал теплицу

Наука
Голубиные мозговые желудочки наполнились ликвором во время медленного сна Голубиные мозговые желудочки наполнились ликвором во время медленного сна

Мозг голубей способен очищаться от ненужных метаболитов

N+1
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
Московский мускат Московский мускат

Органичный микс из современной мебели, классической отделки и живописи

SALON-Interior
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
К концу века дыхание арктических почв усилится вдвое К концу века дыхание арктических почв усилится вдвое

Микробное дыхание усиливается в ответ на глобальное потепление

N+1
Сергей Капица как искусственный интеллект Сергей Капица как искусственный интеллект

В чем опасность цифрового двойника человека

Наука
Как компании придумывают инклюзивный дизайн, чтобы их продукт был доступен всем Как компании придумывают инклюзивный дизайн, чтобы их продукт был доступен всем

Как инклюзивный дизайн помогает компаниям увеличить прибыль

Forbes
Смотреть в корень Смотреть в корень

Может ли секс быть ресурсом?

Psychologies
Верните деньги Верните деньги

Что делать, если оказана некачественная услуга

Лиза
Ослепительная четверка Ослепительная четверка

Эти женщины вершили китайскую историю, губили и спасали царств

Вокруг света
Не “сова” и не “жаворонок” — оказалось, у людей есть шесть основных хронотипов Не “сова” и не “жаворонок” — оказалось, у людей есть шесть основных хронотипов

Вы спите как сова или как волк?

ТехИнсайдер
Мы будем делать бизнес: 12 фильмов о преуспевающих предпринимателях Мы будем делать бизнес: 12 фильмов о преуспевающих предпринимателях

Фильмы о бизнесменах, которые если не вдохновят вас, то удивят

Правила жизни
Психология против эзотерики Психология против эзотерики

Как отличить научный подход от мистицизма и шарлатанства

Лиза
Как убрать целлюлит за 7 простых шагов: твой самый быстрый путь к гладкой коже Как убрать целлюлит за 7 простых шагов: твой самый быстрый путь к гладкой коже

Даем пошаговую инструкцию по быстрому уничтожению "апельсиновой корки" на бедрах

VOICE
Психологи объяснили, как найти своего соулмейта Психологи объяснили, как найти своего соулмейта

Кто такой соулмейт и как найти свою родственную душу?

Psychologies
«Людей нужно где-то кормить»: почему регионы переживают бум ресторанных франшиз «Людей нужно где-то кормить»: почему регионы переживают бум ресторанных франшиз

Как развивается российский общепит в регионах

Forbes
Роман Карманов: Культура и дружеское общение решают все Роман Карманов: Культура и дружеское общение решают все

Какие значимые творческие проекты есть в России и каких инициатив не хватает?

СНОБ
Артельный труд. Как в России появились передвижники Артельный труд. Как в России появились передвижники

Какой след в истории России оставили передвижники?

СНОБ
Александр Жигалкин: «Дети-актеры не капризничают. Они понимают, что пришли не просто проводить время, а работать» Александр Жигалкин: «Дети-актеры не капризничают. Они понимают, что пришли не просто проводить время, а работать»

«Папины дочки» очень быстро стали безумно популярными и остаются до сих пор

Коллекция. Караван историй
«Не сотвори себе кумира»: почему сериал «Кумир» — идеальный пример того, к чему приводит игнорирование конструктивной критики «Не сотвори себе кумира»: почему сериал «Кумир» — идеальный пример того, к чему приводит игнорирование конструктивной критики

За что сериал «Кумир» уже получил разгромную критику по всему миру

Правила жизни
Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ Как попасть в игровую вселенную: 5 книг для тех, кто хочет познакомиться с жанром литРПГ

Книги, в которых герои попадают в виртуальные миры

ТехИнсайдер
Директор аукционного дома Егор Молчанов: Нонконформисты существовали за пределами выставочной и музейной жизни Директор аукционного дома Егор Молчанов: Нонконформисты существовали за пределами выставочной и музейной жизни

Почему внимание коллекционеров обращено именно на художников-нонконформистов?

СНОБ
Земледелие в Северо-Западную Африку принесли мигранты с Пиренейского полуострова Земледелие в Северо-Западную Африку принесли мигранты с Пиренейского полуострова

Палеогенетики прочитали ДНК девяти человек, живших в позднем эпипалеолите

N+1
Узнайте об Узнайте об

Чтобы поддерживать свое здоровье, необходимо соблюдать много правил

ТехИнсайдер
«А мне все мало». Как побороть постоянное чувство голода «А мне все мало». Как побороть постоянное чувство голода

Что делать, если хочется есть, даже если ты недавно поела

Лиза
«Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве «Маленькие птичьи сердца». Дебютный роман Виктории Ллойд-Барлоу о родительстве и одиночестве

Отрывок из романа Виктории Ллойд-Барлоу о цене доверия между людьми

СНОБ
«Фонтан переполняется»: отрывок из первой части трилогии Ребекки Уэст «Фонтан переполняется»: отрывок из первой части трилогии Ребекки Уэст

Фрагмент романа «Фонтан переполняется» Ребекки Уэст

СНОБ
Лунная красотка: почему с подиума пропала супермодель Надя Ауэрманн и что она делает сейчас Лунная красотка: почему с подиума пропала супермодель Надя Ауэрманн и что она делает сейчас

В 1990-е Надя Ауэрманн была одной из самых востребованных и знаменитых моделей

VOICE
Зачем нам гендерное равенство: семь ответов на самые популярные вопросы Зачем нам гендерное равенство: семь ответов на самые популярные вопросы

Зачем России гендерное равенство и почему оно выгодно государству в целом

Forbes
Открыть в приложении