Новосибирск и Новосибирская область: свежие новости, объективный анализ, актуальные комментарии

Что помогает сокращать дистанцию между наукой и производством и внедрять передовые разработки мирового уровня в реальный сектор экономики?

В Институте физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН министру науки и инновационной политики области Вадиму Васильеву представили новейшие разработки, практического воплощения которых уже ждут индустриальные партнёры.

В числе подразделений института, ведущих разработку новых технологий, — две молодёжные лаборатории, созданные в 2022 году по инициативе департамента стратегического развития Минобрнауки РФ по нацпроекту «Наука и университеты». Лаборатория аммиачной молекулярно-лучевой эпитаксии GaN гетероструктур на подложках кремния для силовых и СВЧ-транзисторов занимается разработкой технологии синтеза кристаллических плёнок на основе нитрида галлия алюминия на кремниевых подложках.

— Кремний является самым распространённым материалом в современной микроэлектронике, — представил суть разработки заведующий лабораторией Денис Милахин. — И хотелось бы внедрять новые материалы с новыми уникальными свойствами в уже развитую кремниевую технологию. Нитрид галлия обладает уникальными свойствами в силу особенности строения кристалла — он может применяться при высоких температурах, и к нему могут прикладываться очень большие токи.

По словам Дениса Милахина, в России эта технология до сих пор не поставлена, поэтому задача актуальна, и индустриальные партнёры не только проявляют большой интерес к этим разработкам, но и по сути являются соисполнителями в этой программе нацпроекта.

Второе молодёжное подразделение — лаборатория физико-технологических основ создания фотоприёмных устройств на основе полупроводников А3В5. Здесь занимаются контролем параметров полупроводниковых слоёв гетероструктур и разработкой технологии создания на их основе фотоприёмных устройств.

— Мы в основном ориентируемся на фотоприёмные устройства, — рассказал заведующий лабораторией Максим Аксёнов. — В основном это дискретные фотодиодные структуры, которые применяются для построения систем оптоволоконных линий связи и связи через открытое пространство.

По оптоволоконной связи можно быстро и с малыми потерями передавать сигнал, но когда он доходит до конечного пользователя, там стоят компьютеры, которые обрабатывают не оптические, а электрические сигналы. Поэтому надо перевести сигнал в электрический — этим и занимаются наши фотодиоды.

Сейчас перед лабораторией стоит задача разработать технологию и сделать макет лавинного фотодиода, работающего в так называемом линейном режиме. Разработку ждут в одной из московских компаний, занимающихся линиями связи.

Владимир Голяшов работает на фотоэлектронном спектрометре.

Проект создания высокоупорядоченных массивов квантовых точек в матрице для создания лазера на 1,55 микрона в марте этого года получил поддержку Российского научного фонда (РНФ) и правительства Новосибирской области. Представивший его старший научный сотрудник лаборатории молекулярно-лучевой эпитаксии соединений A3B5 Дмитрий Гуляев пояснил: устройства оптоволоконной техники для передачи информации на большие расстояния и обеспечения качественной связи включают три основных элемента: источник излучения — лазер, модулятор для преобразования информации в виде световой волны и фотодиод для её приёма. Фотоприёмник уже разработан, идёт процесс создания модулятора и лазера на квантовых точках.

Установка для измерения спектральных характеристик полупроводниковых лазерных структур.

— Во всём мире для создания лазеров используют квантовые ямы, — рассказал Дмитрий Гуляев. — Однако сейчас все возможности для улучшения характеристик этих лазеров практически исчерпаны. Поэтому единственный выход — лазеры на квантовых точках, которые являются искусственными атомами.

Лазеры нового поколения будут востребованы в телекоммуникациях, системах связи, для передачи информации по оптоволокну. В России сегодня они не производятся, и создание отечественной разработки поможет обеспечить импортозамещение компонентной базы телекоммуникационных систем.

Лаборатория физики и технологии гетероструктур также недавно получила грант РНФ и правительства области на реализацию проекта создания новых квантовых материалов и наносистем для твердотельной и вакуумной спинтроники и оптоэлектроники. Научный сотрудник лаборатории Владимир Голяшов продемонстрировал вакуумный спин-поляризованный светодиод, который в перспективе может найти применение на строящемся коллайдере «Супер-чарм-тау фабрика», в других ускорителях заряженных частиц. Отмечается, что это устройство — первый шаг к созданию электроники нового поколения: полупроводниковых вакуумных спинтронных устройств, аналогов которых пока в мире не существует.

Ещё одна перспективная разработка лаборатории — выращивание тонких плёнок топологических изоляторов, способных проводить спин-поляризованный ток по своей поверхности и практически не проводить внутри объёма. Это одна из самых актуальных тем современной физики.

КОММЕНТАРИИ

Вадим ВАСИЛЬЕВ, министр науки и инновационной политики Новосибирской области:
— Институт физики полупроводников СО РАН — ключевая точка развития современной микроэлектроники. Здесь создан такой инструмент, как молодёжные лаборатории, оснащённые современнейшим оборудованием, что позволяет нашим молодым учёным оставаться здесь — в стране, в Новосибирске, чтобы делать какие-то прорывные открытия. В институте мы видели несколько проектов, которые условно претендуют на мировое лидерство. Это ключевые точки, вокруг которых в последующем будет разрастаться промышленный комплекс.
Второй инструмент — грантовая поддержка. Это гранты РНФ на исследовательскую деятельность, которые финансируются в равных пропорциях с областным бюджетом. И региональная поддержка — гранты, премии и стипендии Новосибирской области, в прошлом году было принято решение об увеличении объёма этой поддержки вдвое. А когда появляется опытный образец, тогда мы уже стимулируем запрос от бизнеса в рамках трансфера технологий. И здесь тоже мы получили увеличение финансирования: в прошлом году было 70 миллионов, в этом — 170. Это средства именно на цели стимулирования бизнеса вкладываться в НИОКР. Всё-таки важно, чтобы фундаментальные открытия в итоге коммерциализировались и были направлены на создание каких-то новых продуктов, технологий, в этом наша основная задача.

Александр ЛАТЫШЕВ, директор ИФП СО РАН:
— Наш институт — междисциплинарный центр, интегрированный в международное научное сообщество. Здесь мы видим промышленно ориентированные проекты, которые выполняются совместно с нашими индустриальными партнёрами, мы обкатываем технологии, передаём им определённые материалы, вместе с ними делаем изделия и в результате вносим существенный вклад в реальную экономику. Очень важная задача состоит в том, чтобы получить портфель заказов от промышленности, которая не всегда идёт широким фронтом нам навстречу. И наша региональная власть помогает убрать эту дистанцию между нами. В молодёжных лабораториях возникают тесные контакты между промышленниками и научными сотрудниками — причём не на уровне руководства, а на уровне исполнителей, и это гораздо эффективнее и полезнее. И заключение о том, насколько успешно выполнена работа, будет давать индустриальный партнёр. Важна и грантовая поддержка, потому что эти деньги позволяют дать старт новым проектам. Это помогает сформировать портфель заказов от промышленности, и мы благодарны правительству области за такую возможность.