Тема экскурсии в 2026 году: «Нановселенная». Ученые расскажут, как современная наука переходит от изучения вещества к его проектированию и созданию на атомарном уровне, как физика, химия и инженерия объединяются для получения принципиально новых материалов с заданными свойствами. В наномире свои законы — свойства вещества (механические, оптические, электрические) кардинально меняются на масштабах в десятки атомов.

Мероприятие проводится в рамках Десятилетия науки и технологий.

Маршрут в термостатированном корпусе Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) на Пирогова, 30:

Станция «Атомный конструктор»: молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ). Здесь посетителей ждут вакуумные установки с «иллюминаторами» — внутри установок идет процесс роста тонких кристаллических пленок. Установки МЛЭ—основной инструмент для создания идеальных полупроводниковых структур. В условиях сверхвысокого вакуума – почти как в открытом космосе- атомы или молекулы разных элементов (галлия, мышьяка, азота и др.) направляются в виде отдельных «лучей» на идеально чистую подложку. Там они осаждаются слой за слоем, атом за атомом, образуя совершенные кристаллические пленки. Так выращивают гетероструктуры (композиции из множества атомарно-тонких слоев) для сверхбыстрых транзисторов, лазеров и квантовых компьютеров.

Установка молекулярно-лучевой эпитаксии

Станция «Взгляд в наномир»: сканирующая зондовая микроскопия (АСМ/СТМ) и электронная микроскопия. Экскурсанты увидят компьютерные станции с мониторами, показывающие трехмерные изображения нанорельефа, и колонны электронных микроскопов.

Чтобы контролировать созданный мир, нужно его видеть. Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) не использует свет — его сверхострая игла, двигаясь над поверхностью, «чувствует» электронные облака отдельных атомов, позволяя не только их различать, но и перемещать. Атомно-силовой микроскоп (АСМ) «ощупывает» рельеф. Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) «просвечивает» образец пучком электронов и выдает изображение внутренней атомной структуры. Если проводить аналогии, то технологию молекулярно-лучевой эпитаксии можно сравнить с руками, создающими наномир, а электронные зондовые микроскопы — с глазами и пальцами, позволяющими «видеть» и «трогать» отдельные атомы.

Сканирующий электронный микроскоп

Маршрут в лабораторно-технологическом корпусе ИФП СО РАН на Ржанова, 2

Станция «Плазменная»: плазма, которую можно потрогать

Ученый включит компактную установку — и между электродом и образцом (или даже между электродом и пальцем участника!) загорится необычный фиолетовый или розовый пучок пламени. Это и есть холодная плазменная струя атмосферного давления. Ею можно безопасно провести по поверхности разных материалов и мгновенно изменить их свойства. Мы покажем плазму в непривычном состоянии — не раскаленную, как в дуге сварки или молнии, а холодную (30-50 градусов Цельсия) и существующую при обычном атмосферном давлении. Секрет в том, что в таком разряде энергия в основном запасается не в нагреве тяжелых частиц (ионов, атомов), а в возбуждении электронов. Электроны, сталкиваясь с молекулами инертного газа и компонентами воздуха (кислорода, азота, водяного пара и пр.), рождают целый коктейль активных частиц, среди которых атомарный кислород, озон и другие.

Холодная плазма

Станция «Двумерная революция»: графен и его «родственники».

Ученые покажут образцы двумерных материалов, процесс их синтеза. Двумерные материалы, толщиной в один атом — самые тонкие из возможных. Известный пример — графен (слой углерода) —прочнее стали, прозрачен и проводит электричество лучше меди. Методы получения графена: от механического отслаивания скотчем до химического осаждения из газовой фазы (CVD), когда на поверхности металла из углеводородного газа «выращивается» сплошной атомарный слой.

Представьте, что вы оторвали от графитового стержня карандаша один-единственный слой атомов — это и будет графен. Это принципиально новый класс материалов, из которых, как из бумаги, можно «собирать» гетероструктуры будущего — ван-дер-ваальсовы гетероструктуры.

Двумерные материалы и структуры на их основе

Материалы, которые вы увидите сегодня в лаборатории, завтра могут стать основой для сверхэффективной электроники, гибких дисплеев, квантовых процессоров, новых систем очистки воды и хранения энергии.

Мы приглашаем школьников 9-11 класс, студентов физико-математических, технических, естественно-научных специальностей.

Можно посетить экскурсии только в одном корпусе (на выбор). Ограничение по численности: в каждый корпус не более 45 человек. Несовершеннолетним необходимо сопровождение взрослого.

Записаться на экскурсии можно по телефону: +7 923 143-70-37, Денис Сергеевич Милахин

Фото: ГК «Научное оборудование», Надежда Дмитриева, Владимир Трифутин