Ко Дню российской науки специалисты ИФП СО РАН провели публичные лекции, которые транслировались на YouTube канале Института.
О том как создаются интегральные схемы для современных гаджетов, что изменилось в интерпретации закона Мура с 1965 года рассказал старший научный сотрудник лаб. физических основ материаловедения кремния ИФП СО РАН к.ф.-м.н. Дамир Ревинирович Исламов.
Слушатели познакомились с основными стадиями полупроводникового производства: начиная от поиска лучших месторождений кварцевого песка, получения монокристаллов кремния и заканчивая планарной технологией выращивания на поверхности кремниевой пластины транзисторов и других электронных компонентов, требуемых для создания интегральной схемы. Исследователь рассказал и о том, как менялось производство полупроводниковых материалов в последние десятилетия.
«Всё современное производство полупроводниковых кристаллов микросхем основано не на чистом кремнии. В некоторые области добавляют германий, чтобы получился так называемый напряженный кремний, и таким образом можно увеличить быстродействие микросхемы. В производстве этот метод начал использоваться с 2003 года (технология 90 нанометров и меньше). А с 2007-го (технология 45 нм и меньше) часть материалов была заменена на high-k-диэлектрики, и для формирования затворов поликристаллический кремний был заменен на металл. С 2011 года введены транзисторы с затворами с трех сторон», ― подчеркнул Дамир Исламов.
Ученый также объяснил к каким «ухищрениям» прибегают сегодня производители, чтобы соблюдать закон Мура ― удваивать количество транзисторов на кристалле микросхемы каждые два года.
«С 2014 г. проектная норма (длина канала транзистора) остановилась на размерах 30-40 нм, а эквивалентная проектная норма (плотность элементов на кристалле) за счет трехмерной интеграции ― уменьшается. Предполагается, что к 2024 г. эквивалентная проектная норма достигнет единиц нанометров, как и прогнозируется законом Мура. То есть закон Мура продолжает жить, но в эквивалентном виде», ― отметил исследователь.
Об исследованиях в мире графена и других двумерных материалов слушатели узнали из лекции старшего научного сотрудника лаб. физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН к.ф.-м.н. Надежды Александровны Небогатиковой.
Надежда объяснила, что графен позволяет работать в новых масштабах, которые раньше были недоступны для традиционных 3D-материалов. «При уменьшении толщины материалов их свойства определяют атомы, имеющие контакт с внешней средой. Можно сказать, что почти все атомы графена имеют такой контакт. В этих условиях свойства обычных материалов могут меняться и зачастую ухудшаться, а графен хорошо функционирует и в перспективе позволит создавать электронные устройства одновременно и маленькие, и плоские», ― отметила исследовательница.
После первых работ по исследованию свойств графена ученые обратили внимание на другие слоистые материалы, которые могут играть роль полупроводников, изоляторов, полуметаллов и так далее. Для этих же целей можно модифицировать графен: окислять его, фторировать, вырезать в нем наноотверстия, сминать, нарезать на кусочки. «Мы с коллегами из лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН умеем создавать квантовые точки, нарезая графеновые частицы, функционализируем графен, разрабатываем материалы для элементов памяти ― мемристоров, развиваем направление печатной электроники для гибких гаджетов, создаем структуры, состоящие из разных слоев 2D-материалов, и тестируем их свойства», ― пояснила Надежда Небогатикова. В завершение лекции исследовательница рассказала о том, как можно стать ученым и работать с 2D-материалами: например, окончить Новосибирский государственный университет или Новосибирский государственный технический университет и прийти трудиться в ИФП СО РАН.
8 февраля Выставочный центр СО РАН выпустил научно-популярный «фильм о космическом проекте Института физики полупроводников СО РАН, который длится уже более 24 лет». В ролике рассказывается о технологии молекулярно-лучевой эпитаксии, работе ученых ИФП СО РАН в проекте «Экран», истории этого проекта. Подробности научной работы объясняют заведующий лаб. молекулярно-лучевой эпитаксии элементарных полупроводников и соединений А3В5 ИФП СО РАН д.ф.-м.н. Александр Иванович Никифоров и заведующий отделом ИФП СО РАН д.ф.-м.н Олег Петрович Пчеляков.
Ранее для образовательного проекта GetAClass «Просто наука» старший научный сотрудник лаб. нелинейных лазерных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН к.ф.-м.н. Илья Игоревич Бетеров поделился мнением, какими качествами должен обладать человек, чтобы стать ученым, объяснил «в чем уникальность квантового компьютера IBM», «чем отличается квантовый компьютер от суперкомпьютера и обычного PC» и подробно рассказал, «что такое квантовый компьютер и зачем он нужен».
Пресс-служба ИФП СО РАН
Для коллажа на заставке использованы скриншоты из видео GetAClass―Просто наука,
Выставочного центра СО РАН,
фото Надежды Дмитриевой.