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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Как не рассориться с назойливой свекровью: 10 советов Как не рассориться с назойливой свекровью: 10 советов

Как быть, если не хочется подстраивать свою жизнь под мнение свекрови?

Psychologies
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Красивый загар Красивый загар

Реально ли стать шоколадной в максимально короткое время?

Лиза
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
«Мы ожидаем запуска нового цикла инвестиционного кредитования» «Мы ожидаем запуска нового цикла инвестиционного кредитования»

Пессимистические прогнозы о перспективах российской экономики не сбылись

Деньги
Гидрофойл для миллионов Гидрофойл для миллионов

Гидрофойл – доска на подводных крыльях для серфинга

Популярная механика
Хлеб, розы, химеры и секс: о чем говорили женщины-режиссеры на Каннском кинофестивале Хлеб, розы, химеры и секс: о чем говорили женщины-режиссеры на Каннском кинофестивале

Пять картин от женщин-режиссеров, которые нельзя пропустить

Forbes
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
Алькасар. «Всё спокойно» Алькасар. «Всё спокойно»

Как древняя фортификация Алькасар получила мировую известность

Дилетант
Пятое поколение Toyota RAV4. Ахиллесова пята идеального кроссовера Пятое поколение Toyota RAV4. Ахиллесова пята идеального кроссовера

Новый Toyota RAV4 – долгожданная и самая громкая премьера прошедшего года

4x4 Club
Чат-боты будут привлекать телефонных мошенников и «забалтывать» их до полусмерти Чат-боты будут привлекать телефонных мошенников и «забалтывать» их до полусмерти

Чат-боты кибербезопасности будут бороться с чат-ботами телефонных мошенников

ТехИнсайдер
Мягкая робо-перчатка поможет научиться играть на пианино Мягкая робо-перчатка поможет научиться играть на пианино

Мягкая робо-перчатка может стать «учителем» музыки

ТехИнсайдер
Электронный рецепт Электронный рецепт

Как получить электронный рецепт на лекарства и правильно использовать

Лиза
Необычный отдых с детьми Необычный отдых с детьми

Летом для актуален вопрос, как полезно и увлекательно провести каникулы с детьми

Здоровье
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
Как узнать сколько осталось трафика и сколько израсходовано Как узнать сколько осталось трафика и сколько израсходовано

Если гигабайты куда-то утекают, вот инструкция, как всё держать под контролем

CHIP
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
Хуан Филлой: «Оп Олооп». Хроника одного дня Хуан Филлой: «Оп Олооп». Хроника одного дня

Глава из интеллектуального романа об одном дне из жизни финского статистика

СНОБ
В поисках уральского времени В поисках уральского времени

Владимир Селезнев: искусство горизонтальных отношений

Weekend
Предпоследний друг: как Берлускони пытался строить особые отношения с Россией Предпоследний друг: как Берлускони пытался строить особые отношения с Россией

Как европейские политики пытались интегрировать Россию и Запад

Forbes
Теоретическое знание: почему на рынке не хватает действительно готовых к работе людей Теоретическое знание: почему на рынке не хватает действительно готовых к работе людей

Как дать дорогу молодым специалистам и не во вред бизнесу?

Forbes
Машины для Бонни и Клайда, Мэла Гибсона и ГИБДД: Ford исполнилось 120 лет Машины для Бонни и Клайда, Мэла Гибсона и ГИБДД: Ford исполнилось 120 лет

Вспоминаем самые культовые модели американской компании Ford

РБК
Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным Технология блокчейн делает управление роем роботов безопасным

Как технология блокчейн обеспечивает безопасность роботов

ТехИнсайдер
Диеты для лета Диеты для лета

Как сбросить вес к пляжному сезону

Лиза
«После «Карнавальной ночи» я поехала за границу, а Гурченко не взяли», — рассказывала Тамара Носова «После «Карнавальной ночи» я поехала за границу, а Гурченко не взяли», — рассказывала Тамара Носова

От всесоюзной популярности и королевской роскоши — до полной нищеты и забвения

Караван историй
Зачем Истомина стала Смоловой: о смене фамилии при замужестве — комментарий психолога Зачем Истомина стала Смоловой: о смене фамилии при замужестве — комментарий психолога

Зачем люди меняют фамилию в браке?

Psychologies
Потепление превратит снегопады в горах Северного полушария в проливные дожди Потепление превратит снегопады в горах Северного полушария в проливные дожди

Районы на высоте более 3000 метров станут уязвимы для экстремальных осадков

N+1
8 полезных свойств чабреца 8 полезных свойств чабреца

Чем полезен чабрец? Он высоко ценится и в кулинарии, и в медицине

РБК
5 признаков, что ты пришла в плохую парикмахерскую: их должна знать каждая женщина 5 признаков, что ты пришла в плохую парикмахерскую: их должна знать каждая женщина

Выбрать хорошего парикмахера не так просто, как кажется на первый взгляд

VOICE
Открыть в приложении