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

Оцифрованный фитнес Оцифрованный фитнес

Виртуальная реальность и искусственный интеллект добрались и до тренажеров

ТехИнсайдер
8 полезных свойств чабреца 8 полезных свойств чабреца

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

РБК
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Каннибализм и насилие: в чем обвиняли актера Арми Хаммера Каннибализм и насилие: в чем обвиняли актера Арми Хаммера

Конец затянувшегося скандала вокруг Арми Хаммера

Forbes
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
Анастасия Стежко: «Важно и нужно позволять себе быть женщиной» Анастасия Стежко: «Важно и нужно позволять себе быть женщиной»

Она органична в разных ролях – будь то жена олигарха, следователь или ведунья

Здоровье
Не те герои Не те герои

Минфин планирует активно выводить на рынок акций национализированные компании

Монокль
Колибри не понравился сироп с повышенным содержанием спирта Колибри не понравился сироп с повышенным содержанием спирта

Слишком высокие дозы спирта для колибри чреваты интоксикацией

N+1
Антибиотики оказались опасны для младенцев Антибиотики оказались опасны для младенцев

Чем антибиотики опасны для детей

Популярная механика
Не будем ссориться! Не будем ссориться!

Как избегать конфликтов с окружающими?

Лиза
Полетели Полетели

Инновационный центр «Бирюч» представил новый проект беспилотного аэротакси

Популярная механика
5 книг о медицине будущего 5 книг о медицине будущего

Как развивается медицина и что ожидает человечество в будущем

СНОБ
Рассмешил весь мир и умер в одиночестве среди грязных тарелок: трагическая судьба комика Бенни Хилла Рассмешил весь мир и умер в одиночестве среди грязных тарелок: трагическая судьба комика Бенни Хилла

Бенни Хилл умер в 1992 году и финал его жизни был невероятно печален

VOICE
Что за игра Genshin Impact и почему она так популярна Что за игра Genshin Impact и почему она так популярна

Как игра китайской студии miHoYo стала настоящим феноменом

Maxim
«Мы решили рискнуть»: как живут и строят бизнес переехавшие в Сербию россияне «Мы решили рискнуть»: как живут и строят бизнес переехавшие в Сербию россияне

В каких сферах русскоязычные релоканты открывают собственный бизнес в Сербии

Forbes
6 признаков хорошей тренировки 6 признаков хорошей тренировки

Сигналы организма дадут понять, каких результатов стоит ждать от тренировок

Maxim
Виктор Мазин Виктор Мазин

Звезда научного андеграунда Виктор Мазин возвращает в моду интеллект

Собака.ru
Реакция на обонятельные стимулы предсказала восстановление сознания Реакция на обонятельные стимулы предсказала восстановление сознания

Ученые исследовали людей без реакции на запахи

N+1
Правила жизни Моисея Гинзбурга Правила жизни Моисея Гинзбурга

Правила жизни советского архитектора и одного из лидеров конструктивизма

Правила жизни
Прицепились к подвеске Прицепились к подвеске

Какие вопросы у археологов к украшению из Денисовой пещеры?

N+1
Эстетика простоты Эстетика простоты

Текучая, визуально чистая архитектура, игра света и магия искусства

SALON-Interior
Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока Отвратительный конкурс! В Эфиопии 6 месяцев отращивают животы с помощью крови и молока

Некоторые мужчины Эфиопии соревнуются, чтобы стать самыми толстыми

ТехИнсайдер
Эти работники могут выдохнуть: 8 профессий, которые не сможет заменить ИИ (пока) Эти работники могут выдохнуть: 8 профессий, которые не сможет заменить ИИ (пока)

Какие профессии невозможно автоматизировать?

ТехИнсайдер
Прокрастинация: откуда берётся и как с ней быть Прокрастинация: откуда берётся и как с ней быть

Почему люди прокрастинируют и нужно ли с этим бороться?

VC.RU
«У компаний растет потребность в юаневых инструментах» «У компаний растет потребность в юаневых инструментах»

О том, как компания Газпромбанк опережает рынок и конкурентов

Деньги
Что читать летом: современная притча о любви и утрате «Чистый цвет» Шилы Хети Что читать летом: современная притча о любви и утрате «Чистый цвет» Шилы Хети

Начало книги «Чистый цвет», где Шила Хети включает нас в мифологию

Правила жизни
Что ели на Руси до картошки? Что ели на Руси до картошки?

До XVII века на Руси господствовали совершенно другие продукты

Культура.РФ
Объективация журналистики Объективация журналистики

Первые фоторепортажи, которые изменили наш взгляд на мир

Weekend
Как птицы учатся использовать звёздный компас Как птицы учатся использовать звёздный компас

Биологи связали популяции птиц, зимующих в одном районе, а гнездящихся в другом

Наука и жизнь
Пора на дачу — грядки полоть! 5 причин, почему работать в огороде полезно для здоровья Пора на дачу — грядки полоть! 5 причин, почему работать в огороде полезно для здоровья

Садоводство — настоящая тренировка для ума и тела, если правильно им заниматься

ТехИнсайдер
Открыть в приложении