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
Toyota Stout. Выпустит ли японская компания конкурента Ford Maverick и Hyundai Santa Cruz? Toyota Stout. Выпустит ли японская компания конкурента Ford Maverick и Hyundai Santa Cruz?

Ходят слухи, что Toyota работает над новым компактным пикапом

4x4 Club
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
Клим Шипенко: «Космос точно вызывает зависимость» Клим Шипенко: «Космос точно вызывает зависимость»

История от первого режиссера, который побывал в космосе, и привез оттуда фильм!

Maxim
Оцифрованный фитнес Оцифрованный фитнес

Виртуальная реальность и искусственный интеллект добрались и до тренажеров

ТехИнсайдер
Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога Как убить самооценку: 22 вредных совета — личный опыт психолога

Как наконец поверить в себя и начать жить в полную силу

Psychologies
Корфы Корфы

Древний род Корфов оставил в российской истории заметный след

Дилетант
«Это же подросток»: почему нельзя запрещать гаджеты детям в период пубертата «Это же подросток»: почему нельзя запрещать гаджеты детям в период пубертата

Отрывок из книги «Это же подросток!» — как жить и общаться с взрослеющими детьми

Forbes
Морская фигура Морская фигура

Актриса и новая ведущая реалити-шоу «Место под солнцем» Наталья Рудова на пляже

Maxim
Правила жизни Джона Ромиты — старшего Правила жизни Джона Ромиты — старшего

Правила жизни американского художника комиксов Джона Ромиты — старшего

Правила жизни
Поразительные паразиты Поразительные паразиты

Есть в паразитах и своя пугающая красота: они изящно манипулируют хозяевами

ТехИнсайдер
5 лучших книг по мотивам игр 5 лучших книг по мотивам игр

Книги, которые позволят вам окунуться во вселенную любимых видеоигр

Maxim
Море зовет: 10 организаций, занимающихся защитой океанов Море зовет: 10 организаций, занимающихся защитой океанов

Рассказываем о тех, кто спасает побережья от загрязнения и бережет морскую фауну

Правила жизни
Убийца из США 40 лет был в бегах, но его наконец поймали! История одного преступника Убийца из США 40 лет был в бегах, но его наконец поймали! История одного преступника

Дональд Сантини скрывался от полиции сорок лет

ТехИнсайдер
За мороженым За мороженым

Лето, солнце и пломбир в стаканчике делают нашу жизнь еще прекраснее!

Лиза
Зона бикини Зона бикини

Удаление волос – настоящее испытание для кожи

Лиза
Алексей Нужный. Как научить смеяться Алексей Нужный. Как научить смеяться

История-признание о юморе, сложностях съемок сериалов и роли Бога в творчестве

Maxim
Как безболезненно разносить новую пару обуви: 5 эффективных способов Как безболезненно разносить новую пару обуви: 5 эффективных способов

Разносить обувь без вреда для ног можно сразу несколькими способами!

ТехИнсайдер
«На казенный счет изгонял бога из природы» «На казенный счет изгонял бога из природы»

Климент Тимирязев раскрыл тайну фотосинтеза и изобретал теплицу

Наука
«Авада Вендетта». Нейросеть превратила героев «Гарри Поттера» в итальянцев «Авада Вендетта». Нейросеть превратила героев «Гарри Поттера» в итальянцев

Получилась альтернативная версия «Крестного отца».

Правила жизни
Бежевый — новый черный: что ждет сменившую имидж Элизабет Холмс в техасской тюрьме Бежевый — новый черный: что ждет сменившую имидж Элизабет Холмс в техасской тюрьме

Что ждет Элизабет Холмс в тюрьме для «белых воротничков»?

Forbes
Выставка Леонида Шервуда в Русском музее Выставка Леонида Шервуда в Русском музее

Леонид Владимирович Шервуд родился в Москве 16 (28) апреля 1871 года

Наука и жизнь
Влюбленный в себя соперников не имеет. Почему футболу будет скучно без Златана Ибрагимовича Влюбленный в себя соперников не имеет. Почему футболу будет скучно без Златана Ибрагимовича

Спортивный журналист Павел Занозин проважает Ибру на «пенсию»

Правила жизни
Жена зарабатывает больше: как обойти стереотипы и сохранить гармонию в отношениях Жена зарабатывает больше: как обойти стереотипы и сохранить гармонию в отношениях

Существуют многие успешные пары, где жена зарабатывает больше, и они счастливы

Psychologies
Дети, бедняки, улицы: как снимали первые женщины-фотографы Дети, бедняки, улицы: как снимали первые женщины-фотографы

Рассказываем о пяти женщинах, которые смотрели на мир через объектив

Forbes
Мозг использовал два механизма для вычленения речи собеседника в шумной компании Мозг использовал два механизма для вычленения речи собеседника в шумной компании

Ученые проанализировали, как мозг обрабатывает речь в людном и шумном помещении

N+1
Вдова Георгия Буркова: «После выхода «Иронии судьбы» Жора не мог спокойно выйти на улицу» Вдова Георгия Буркова: «После выхода «Иронии судьбы» Жора не мог спокойно выйти на улицу»

Бурков трижды приезжал в Москву поступать в театральное училище, но безуспешно

Коллекция. Караван историй
«Мы располагаем технологическими и экономическими возможностями для того, чтобы покончить с бедностью» | “We Have the Technological and Economic Means to End Poverty“ «Мы располагаем технологическими и экономическими возможностями для того, чтобы покончить с бедностью» | “We Have the Technological and Economic Means to End Poverty“

Интервью с профессором Джеффри Саксом

Позитивные изменения
Максим Матвеев: «Поход к терапевту не делает тебя психом» Максим Матвеев: «Поход к терапевту не делает тебя психом»

Интервью с одним из самых востребованных актеров страны

СНОБ
6 причин, по которым на ногтях появляются белые пятна: что делать в каждом случае 6 причин, по которым на ногтях появляются белые пятна: что делать в каждом случае

Лейконихия — так «на медицинском» называются эти белые пятна на ногтях

VOICE
Открыть в приложении