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
Пино-нуар со дна Черного моря Пино-нуар со дна Черного моря

Как Андрюсу Юцису удается создавать легкое вино в жарком климате

СНОБ
Немирное «земледелие» Немирное «земледелие»

Как работает система залпового минирования

Популярная механика
Как заводить деловые связи и знакомства: 3 совета интровертам Как заводить деловые связи и знакомства: 3 совета интровертам

Как случилось, что люди, избегающие общения, добиваются успеха?

Psychologies
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
«Онлайн снимает любые барьеры для людей» «Онлайн снимает любые барьеры для людей»

О внедрении искусственного интеллекта и секретах популярности коротких видео

РБК
Почему у папы печень больше? Почему у папы печень больше?

Женщины и мужчины отличаются друг от друга куда больше, чем мы привычно считаем

Maxim
Как подобрать форму носа по типу лица: лучшая памятка от хирурга перед ринопластикой Как подобрать форму носа по типу лица: лучшая памятка от хирурга перед ринопластикой

Врач рассказал, как грамотно подготовиться к пластике носа

VOICE
«Если выпало в империи родиться, лучше жить в глухой провинции у моря». Как русские осваивали Камчатку «Если выпало в империи родиться, лучше жить в глухой провинции у моря». Как русские осваивали Камчатку

Освоение Камчатки: провинция была – глуше не придумаешь, и море кругом

Наука и техника
Городские синицы накопили меньше кортикостерона в перьях за период установления иерархии Городские синицы накопили меньше кортикостерона в перьях за период установления иерархии

Чем городские синицы отличаются от лесных

N+1
14 удивительных фактов о Помпеях 14 удивительных фактов о Помпеях

Какие тайны Помпей под собой сохранил шестиметровый слой пепла?

ТехИнсайдер
«Осьминоги, каракатицы, адские вампиры» «Осьминоги, каракатицы, адские вампиры»

500 миллионов лет истории головоногих моллюсков

N+1
Что такое нейрографика? Что такое нейрографика?

Практика, в которой работают руки и… чувство прекрасного

Psychologies
Побег от реальности Побег от реальности

Как художники превратили старую ферму в арт-пространство и приют интеллектуалов

Seasons of life
Спорт и алкоголь: совместимы или нет? Спорт и алкоголь: совместимы или нет?

Можно ли тренироваться с похмелья?

Правила жизни
Не повод для знакомства: радости и горести секса без обязательств Не повод для знакомства: радости и горести секса без обязательств

Наша колумнистка Марта Кетро рассказывает об особенностях "только секса"

VOICE
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
О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Угроза от соли, раннее изучение иностранного языка и электрические самолеты

Наука и жизнь
Кто твой главный враг по знаку зодиака? Кто твой главный враг по знаку зодиака?

В кого из знаков зодиака тебе лучше всего кинуть Магическим шаром?

VOICE
«Каждый нуждается в тепле и свете». Как автор «Муми-троллей» сделала детскую литературу взрослой «Каждый нуждается в тепле и свете». Как автор «Муми-троллей» сделала детскую литературу взрослой

Туве Янссон на равных говорила с маленькими читателями об одиночестве и смерти

СНОБ
Российские астрономы подсчитали сколько весит Млечный путь Российские астрономы подсчитали сколько весит Млечный путь

Хотите узнать, сколько весит Млечный путь?

ТехИнсайдер
Наперегонки с ветром Наперегонки с ветром

Нужен ли парусной лодке двигатель и в чём турки лучше греков?

Robb Report
Единицы измерений, связанные с телом человека, возвращаются. Зачем сажени и пяди нужны дизайнерам Единицы измерений, связанные с телом человека, возвращаются. Зачем сажени и пяди нужны дизайнерам

Почему дизайнеры все чаще используют меры длины, связанные с телом?

ТехИнсайдер
«Расскажите немного о себе»: что отвечать на собеседовании — 4 совета «Расскажите немного о себе»: что отвечать на собеседовании — 4 совета

Как заинтересовать работодателя историей карьерного пути?

Psychologies
Обсасывать и выбрасывать: на рынках Китая появилось странное блюдо из жареных камней Обсасывать и выбрасывать: на рынках Китая появилось странное блюдо из жареных камней

Кулинарное увлечение китайцев с жареной галькой потрясло интернет

ТехИнсайдер
Понять и простить: почему вам изменили — 7 причин Понять и простить: почему вам изменили — 7 причин

Почему люди изменяют?

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
6 книг, достойных экранизации 6 книг, достойных экранизации

Художественные книги, экранизации которых могли бы оказаться интересными

СНОБ
Вместо Google Docs: 5 сервисов для совместной работы с документами Вместо Google Docs: 5 сервисов для совместной работы с документами

Предлагаем хорошие альтернативы Google Docs

CHIP
Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке Алиментное соглашение: как превратить худшую часть развода в заботу о ребенке

Почему алиментное соглашение лучше судебного решения

Forbes
Открыть в приложении