Новости

24 апреля 2024 года Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН отметил 60-летие.

Институт известен во всем мире, как одна из ведущих организаций в области исследования поверхностных свойств тонких кристаллических пленок, полупроводниковых материалов, их границ раздела и создания новых полупроводниковых приборов. Тонкие полупроводниковые пленки и явления, возникающие на границе раздела полупроводников, лежат в основе современных цифровых приборов. Когда создавался институт в 1960-е годы, отношение к полупроводникам было не слишком серьёзным, никто не ожидал, что именно они определят развитие эры цифровых технологий. Однако первый директор ИФП СО РАН академик Анатолий Васильевич Ржанов сразу сформулировал направления работы Института. В их числе было и сотрудничество с предприятиями, и уже в 1970-х годах появились плоды этого взаимодействия и, в частности, разработка, открывающая этот список.

1. Первые «флешки». Конечно, тогда они выглядели иначе, чем современная флеш-память. В  ИФП СО РАН вместе с Институтом неорганической химии СО АН, НПО «Восток» были сделаны многоэлементные полупроводниковые элементы памяти на основе структур металл-диэлектрик-полупроводник, производством которых занималось новосибирское предприятие НПО «Восток».
2. Оборудование собственного производства для роста тонких полупроводниковых пленок ― установки молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Сегодня ученые Института в числе мировых лидеров в области владения технологией МЛЭ — одной из лучших для создания новых полупроводниковых материалов. Тогда же (в 1970-х) годах Институт начал разработку установок молекулярно-лучевой эпитаксии, позволяющих выращивать кристаллические тонкие пленки с атомарной точностью. Такого оборудования не было в нашей стране, но уже в 1988 г. Институт представил не только научные, но и промышленные образцы установок, в том числе и на экспорт.
3. Прецизионные диагностические приборы: эллипсометры и развитие метода эллипсометрии — неразрушающего контроля состава и толщины тонких полупроводниковых пленок во время их роста. Метод эллипсометрии используется во всем мире для быстрого и точного контроля качества тонких полупроводниковых пленок во время их роста. Благодаря развитию методики, существованию научной школы в области эллипсометрии и разработанной приборной базе, ИФП СО РАН пользуется собственными эллипсометрами.
4. Открытие эффекта эшелонирования атомных ступеней на поверхности кремния под воздействием постоянного электрического тока (1989 год). В результате открытия эффекта стало возможным изготовление эталонных мер для измерений в наномасштабе ― «нанолинейки» на диапазон от сотых долей нанометра до десятков нанометров. Поверхность кристалла не идеально ровная, она включает атомно-гладкие поверхности, разделенные ступенями, высотой в один атом. Воздействуя на кристалл кремния постоянным током, можно «разогнать» ступени — и увеличить площадь гладкой поверхности или собрать нужное количество ступеней в более плотную «лестницу» — эшелон ступеней и, соответственно, точно определить его высоту.
5. Появление принц-технологии ― способа создания трехмерных наноструктур, основанного на отделении тонких напряженных полупроводниковых пленок от подложки. Так можно получить полупроводниковые нанотрубки диаметром до 2 нм, которые, могут быть сформированы в определённых местах на подложке и с заданными диаметрами с помощью литографии. Новый способ создания наноструктур совместим с кремниевой технологией изготовления интегральных схем. С помощью принц-технологии можно изготавливать наносенсоры, наноиглы для биомедицинских применений, чипы и другие наноприборы.
6. Элементная база для квантовых коммуникаций. Недавно специалисты института создали однофотонный излучатель и детектор для систем защищённой квантовой связи. Излучатель, в основе которого лежат тысячи полупроводниковых слоев атомарной толщины, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии слоев, испускает лишь один фотон за определенный интервал времени. А детектор, улавливающий это квант света, представляет собой лавинный фотодиод, работающий в гейгеровском режиме счета. Обычно детекторы одиночных фотонов требуют охлаждения до криогенных температур, а лавинный фотодиод, разработанный ИФП СО РАН, охлаждается с помощь миниатюрного элементах Пельтье при комнатной температуре.