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

Меню последнего обеда Меню последнего обеда

Вечер 3 марта 1917 года в царском поезде…

Дилетант
«Платонические отношения»: смешной и тонкий сериал о дружбе между мужчиной и женщиной «Платонические отношения»: смешной и тонкий сериал о дружбе между мужчиной и женщиной

«Платонические отношения» — сериал о настоящей и трепетной дружбе

Forbes
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Пересадка головы, шкала Апгар и первая русская больница: 6 книг об открытиях в медицине и людях, которые их совершили Пересадка головы, шкала Апгар и первая русская больница: 6 книг об открытиях в медицине и людях, которые их совершили

Книги издательской группы «Альпина» о врачах-первопроходцах

ТехИнсайдер
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
Влияют на гормоны и красоту: почему опасно носить солнцезащитные очки слишком долго Влияют на гормоны и красоту: почему опасно носить солнцезащитные очки слишком долго

Оказывается, солнцезащитные очки опасно носить подолгу

VOICE
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

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
Как NASA исследовало загадочный искусственный объект на орбите Земли: гость их прошлого Как NASA исследовало загадочный искусственный объект на орбите Земли: гость их прошлого

Блок ракеты «Кентавр», или странный объект на орбите Земли

Популярная механика
Как арктические микроорганизмы строят себе железомарганцевый дом Как арктические микроорганизмы строят себе железомарганцевый дом

Бактерии формируют себе надежное убежище и одновременно создают запасы сырья

Наука
Свет и блеск Достоевского Свет и блеск Достоевского

Тернистый путь, пройденный Фёдором Михайловичем Достоевским

Наука и жизнь
Московский дневник: что писал о российской столице немецкий философ Вальтер Беньямин Московский дневник: что писал о российской столице немецкий философ Вальтер Беньямин

Отрывок из московского дневника философа-марксиста Вальтера Беньямина

Forbes
Советский кутюр: история пяти культовых платьев и их создательниц Советский кутюр: история пяти культовых платьев и их создательниц

Самые известные советские платья: футуристичный Октябрь и африканские мотивы

Forbes
Людьми вырастут? Людьми вырастут?

На что похожи и на что способны пять искусственных зародышей человека

N+1
Я - плохая хозяйка: можно ли это исправить? Я - плохая хозяйка: можно ли это исправить?

Из чего складывается неумение поддерживать порядок вокруг себя?

VOICE
Ученые озадачены! У белокожих меньше пищевых аллергий, чем у людей с другими цветами кожи Ученые озадачены! У белокожих меньше пищевых аллергий, чем у людей с другими цветами кожи

Уровень дохода и цвет кожи человека влияют на развитие пищевых аллергий

ТехИнсайдер
Полюбить будни: как находить радость в повседневной жизни и рабочей рутине Полюбить будни: как находить радость в повседневной жизни и рабочей рутине

Отрывок из книги «Обычный вторник» — о том, как наполнить смыслом повседневность

Forbes
Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным

Как технология блокчейн обеспечивает безопасность роботов

ТехИнсайдер
Нейробиологи нашли сигналы и пики в мозге пациентов, которые вообще не реагируют на внешний мир Нейробиологи нашли сигналы и пики в мозге пациентов, которые вообще не реагируют на внешний мир

Ученые проанализировали реакции мозга пациентов в бессознательном состоянии

ТехИнсайдер
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
Летнее настроение: 5 новых книг, которые стоит взять с собой в отпуск Летнее настроение: 5 новых книг, которые стоит взять с собой в отпуск

Книги для отпуска — захватывающие истории в жанрах фантастики и детектива

ТехИнсайдер
6 западных продуктов, от которых навсегда отказалась диетолог из Японии (и чем она их заменила) 6 западных продуктов, от которых навсегда отказалась диетолог из Японии (и чем она их заменила)

Продукты, которые исключают из своего рациона японцы

Psychologies
Ученые выяснили эволюционное значение мастурбации Ученые выяснили эволюционное значение мастурбации

Мастурбация повышает репродуктивный успех у самцов приматов

ТехИнсайдер
«Цель любого экосистемного продукта — дать максимальную синергию банку» «Цель любого экосистемного продукта — дать максимальную синергию банку»

О том, какие направления развития банковского дела перспективны, а какие — нет

Деньги
Любовь, перверсия и смерть. Как писал Эгон Шиле Любовь, перверсия и смерть. Как писал Эгон Шиле

Как жил и писал Эгон Шиле

СНОБ
Машины больше некому чинить. Сервисы пожаловались на нехватку сотрудников Машины больше некому чинить. Сервисы пожаловались на нехватку сотрудников

Руководители автосервисов рассказали о нехватке сотрудников по всей России

РБК
Не тяжкий крест, а зона комфорта: почему в вашей жизни слишком много страданий Не тяжкий крест, а зона комфорта: почему в вашей жизни слишком много страданий

Психолог Лабковский объяснил, что кроется за нашей любовью к стенаниям

Psychologies
Как отучить собаку копать ямы на огороде. 5 простых советов Как отучить собаку копать ямы на огороде. 5 простых советов

При последовательной дрессировке можно отучить пса рыться в земле

Лиза
У мезозойской рептилии нашли признаки пубертата У мезозойской рептилии нашли признаки пубертата

Половое созревание у окаменелых амниот описали впервые

N+1
Отрывок из автобиографии Шэрон Стоун Отрывок из автобиографии Шэрон Стоун

Лауреат «Золотого глобуса» и «Эмми», Шэрон Стоун написала автобиографию

СНОБ
Открыть в приложении