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

«Al кардинально изменит роль химика-исследователя» «Al кардинально изменит роль химика-исследователя»

Почему без искусственного интеллекта не достичь заметных результатов в науке

Наука
Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения Если у партнера пограничное расстройство личности: 8 правил поведения

Можно ли построить отношения с человеком, у которого диагностировано ПРЛ?

Psychologies
«Суперапп» национального масштаба «Суперапп» национального масштаба

В России приступили к созданию национального мессенджера

Монокль
Будут как новые: 5 способов, как очистить инструменты от ржавчины Будут как новые: 5 способов, как очистить инструменты от ржавчины

Эти методы помогут убрать как небольшую, так и застарелую ржавчину!

ТехИнсайдер
Ну и дела… Ну и дела…

Считается, что нашумевшее в свое время «рыбное дело» началось с казуса...

Дилетант
«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
Дмитрий Лысенков Дмитрий Лысенков

Дмитрий Лысенков — хит сезона! Самый харизматичный актер страны

Собака.ru
Цветы как терапия Цветы как терапия

7 причин сделать флористику своим хобби

Лиза
Что такое гастрономический жанр в кино и с чем его едят Что такое гастрономический жанр в кино и с чем его едят

«Сноб» окидывает взглядом историю жанра и прослеживает путь еды в истории кино

СНОБ
Ошибка записи на диск Steam: 10 советов, как устранить эту проблему Ошибка записи на диск Steam: 10 советов, как устранить эту проблему

10 рабочих способов устранить ошибку записи на диск Steam

CHIP
Экономика будущего. Первый этап | The Economy of the Future. Stage One Экономика будущего. Первый этап | The Economy of the Future. Stage One

Видение Экономики будущего социального инвестора Алексея Рыжкова

Позитивные изменения
Взрывающаяся голова и галлюцинации: 5 необычных нарушений сна Взрывающаяся голова и галлюцинации: 5 необычных нарушений сна

Вам случалось когда-нибудь кричать во сне на своего партнера?

Psychologies
Обещать — не значит жениться Обещать — не значит жениться

5 причин, по которым тебе не делают предложения

Лиза
ChatGPT разработал своего первого робота ChatGPT разработал своего первого робота

Могут ли роботы создавать роботов?

ТехИнсайдер
Сон в большом городе. Как дефицит сна влияет на здоровье человека Сон в большом городе. Как дефицит сна влияет на здоровье человека

Каким правилам стоит следовать при организации режима дня

СНОБ
Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога Как обсуждать секс с партнером: 6 вопросов и 3 совета для диалога

Эти вопросы помогут вам открыть новые возможности для сексуального опыта

Psychologies
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
Собака вынюхала редких тритонов Собака вынюхала редких тритонов

Зоологи надеются, что собаки помогут изучать и охранять редких тритонов

N+1
«Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома» «Кластерный механизм — ключевой фактор развития химпрома»

Как сегодня развивается химическая отрасль и какие задачи решает бизнес

РБК
«Вы либо станете миллиардером, либо вас арестуют»: пять современных сериалов о бизнесе на основе реальных историй «Вы либо станете миллиардером, либо вас арестуют»: пять современных сериалов о бизнесе на основе реальных историй

Самые актуальные и интересные сериалы о бизнесе

Inc.
«Осьминоги, каракатицы, адские вампиры» «Осьминоги, каракатицы, адские вампиры»

500 миллионов лет истории головоногих моллюсков

N+1
Кто правит миром: 10 фильмов об инвестициях и больших деньгах Кто правит миром: 10 фильмов об инвестициях и больших деньгах

Фильмы о деньгах могут вдохновить или напротив

РБК
Лишила внуков титулов и бросила курить в 83: неординарная жизнь самой дерзкой королевы Европы Лишила внуков титулов и бросила курить в 83: неординарная жизнь самой дерзкой королевы Европы

Биография Маргреты II заслуживает особого внимания

VOICE
Ах, какие ножки! Ах, какие ножки!

Летом ноги находятся в зоне особого внимания. Пора привести их в порядок

Лиза
Всё, что нужно знать о новом Jeep Avenger Всё, что нужно знать о новом Jeep Avenger

Простите, а это точно Jeep?

4x4 Club
В Израиле обнаружили 12-тысячелетние манки на хищных птиц В Израиле обнаружили 12-тысячелетние манки на хищных птиц

Натуфийцы использовали кости небольших птиц в быту

N+1
Марина Львова: «Это плавный эволюционный процесс» Марина Львова: «Это плавный эволюционный процесс»

Как начать путь к «бирюзовой» компании и чем это полезно бизнесу

РБК
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
«Водолеев в июне ждет успех!»: как нас заставляют верить в предсказания и гороскопы «Водолеев в июне ждет успех!»: как нас заставляют верить в предсказания и гороскопы

Что такое эффект субъективного подтверждения и как его используют астрологи?

Psychologies
Как не дать психологическим травмам испортить вашу жизнь Как не дать психологическим травмам испортить вашу жизнь

Как себе помочь и стать успешным и счастливым человеком, несмотря на травмы

Psychologies
Открыть в приложении