Работы осуществлялись в рамках совместного проекта с ракетно-космической корпорацией «Энергия». 

Исследователи Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) подготовили к контрольно-доводочным испытаниям опытный образец комплекса научной аппаратуры для синтеза полупроводниковых структур на Международной космической станции. После предыдущего этапа тестирования специалистами ИФП СО РАН проведено изменение конструкторской документации и создан новый опытный образец для дальнейших испытаний, с учетом последних требований ПАО «Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва».

1_установка.jpg 

На Земле многослойные полупроводниковые структуры «выращиваются» методом молекулярно-лучевой эпитаксии: атомы разных элементов укладываются на специальную подложку послойно, в результате, появляются полупроводниковые многослойные наноструктуры с нужными свойствами. Чтобы в растущую структуру не попали чужеродные атомы и не испортили ее характеристики, процесс должен происходить в сверхвысоковакуумных установках. Однако, такие  приборы весьма дороги, при этом в земных условиях в них труднодостижимы высокие параметры «чистоты» вакуума, которые с легкостью можно получить в космосе.

Именно для создания полупроводникового производства на орбите Земли реализуется проект «Экран», участники которого ― ИФП СО РАН, ПАО «РКК «Энергия», ООО НПФ «Электрон» (Красноярск) и другие научные и производственные организации. Сейчас это единственный в мире проект подобной тематики.

«Мы оснастили опытный образец отечественной электроникой, в ближайшее время будут проходить контрольно-доводочные испытания. Вместе с коллегами из красноярской научно-производственной фирмы "Электрон" мы проверим слаженность работы блока управления и установки молекулярно-лучевой эпитаксии. Затем весь комплекс отправим в Москву, и там уже будет проводиться опробование прибора в условиях, приближенных к тем, что есть в космосе», ― говорит главный конструктор проекта, заведующий лабораторией молекулярно-лучевой эпитаксии элементарных полупроводников и соединений А3В5 ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Иванович Никифоров.

2_гидромакет.jpg 

«Мы сделали и гидромакет установки для предполетных испытаний в воде, которые проводятся по стандартам РКК "Энергия". Последние нужны, чтобы космонавт мог совершить в бассейне, в костюме похожем на скафандр, все действия, которые потребуются на орбите. Сейчас обсуждается возможность заключения договора с НИИ "Центр подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина". К нам планируется откомандировать двоих космонавтов, а мы, в свою очередь, отправим к ним наших технологов», ― объясняет научный руководитель проекта, заведующий отделом ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Олег Петрович Пчеляков.

Вся установка спроектирована так, чтобы синтез полупроводникового материала происходил автоматически. Космонавту нужно будет провести лишь некоторые подготовительные этапы, присоединить кассету с подложками арсенида галлия (GaAs), а после завершения процессов синтеза, снять ее и отправить на Землю в спускаемом модуле.

«Эргономические характеристики установки обусловлены, в том числе и размерами скафандра: космонавт в огромных перчатках сможет с легкостью выполнить задачи связанные с обслуживанием прибора. При этом все комплектующие сделаны с учетом крайне жестких ограничений по габаритам и весу, поскольку стоимость каждого килограмма груза, доставленного на орбиту ―  около 20 тысяч долларов, а пространственные размеры определяются параметрами грузового люка», ― подчеркивает ведущий инженер лаборатории молекулярно-лучевой эпитаксии элементарных полупроводников и соединений А3В5 ИФП СО РАН Дмитрий Николаевич Придачин.

Установку для выращивания полупроводников планируется разместить на Международной космической станции за специальным экраном. Упрощенно его можно представить, как диск из нержавеющей стали, двигающийся вместе со станцией с первой космической скоростью. В кильватере диска  образуется сверхвысокий вакуум с характеристиками недостижимыми в земных условиях. Поэтому «космические» полупроводниковые материалы во время синтеза будут защищены от попадания чужеродных атомов, и, как следствие, практически бездефектны.  Эти материалы могут использоваться, в частности, для производства легких и радиационно-стойких солнечных батарей, которые востребованы, в том числе на МКС. Ученые предполагают, что КПД таких устройств будет выше, чем у аналогичных панелей полностью земного происхождения, благодаря высокому качеству полупроводникового материала.

                                         

Пресс-служба ИФП СО РАН

 

Иллюстрации:

  1. Опытный образец установки для лабораторно-отработочных испытаний
  2. Гидромакет для предполетных испытаний в воде

Автор фото: Надежда Дмитриева

Новосибирские ученые изготовили к очередным испытаниям опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе.docx

Источники

Новосибирские ученые изготовили опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Seldon.News (news.myseldon.com), 08/10/2020
Новосибирские ученые изготовили к очередным испытаниям опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Научная Россия (scientificrussia.ru), 08/10/2020
Новосибирские ученые изготовили опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Infopro54.ru, 08/10/2020
Новосибирские ученые изготовили опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
News-Life (news-life.pro), 08/10/2020
Новосибирские ученые изготовили к очередным испытаниям опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Город финансов (gorodfinansov.ru), 08/10/2020
Новосибирские ученые испытают опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Наука в Сибири (sbras.info), 09/10/2020
Новосибирские ученые изготовили опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Status-media.com, 09/10/2020
Новосибирские ученые готовы выращивать полупроводниковые структуры в космосе
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 09/10/2020
Новосибирские ученые изготовили к очередным испытаниям опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 09/10/2020
Новосибирские ученые испытают опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
RusCable.Ru, 09/10/2020
В Новосибирске создали установку для выращивания полупроводников в космосе
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 09/10/2020
В Новосибирске создали установку для выращивания полупроводников в космосе
Seldon.News (news.myseldon.com), 09/10/2020
Новосибирские ученые предлагают выращивать на орбите батарейки для спутников
ГТРК Новосибирск, 12/10/2020
Новосибирские ученые предлагают выращивать на орбите батарейки для спутников
Новости космонавтики (novosti-kosmonavtiki.ru), 12/10/2020
Новосибирские ученые изготовили к очередным испытаниям опытный образец установки для выращивания полупроводников в космосе
Nanonewsnet.ru, 12/10/2020
Новосибирские ученые предлагают выращивать на орбите батарейки для спутников
Большой Новосибирск (polit-center.org), 12/10/2020
Установку для синтеза полупроводников в космосе собрали ученые Академгородка
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 13/10/2020
Новосибирские ученые собрали установку для МКС
Gorsite.ru, 13/10/2020
Установку для синтеза полупроводников в космосе собрали ученые Академгородка
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 13/10/2020
Установку для синтеза полупроводников в космосе собрали ученые Академгородка
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 13/10/2020
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук
ФСМНО (sciencemon.ru), 14/10/2020
Установку для синтеза полупроводников в космосе собрали ученые Академгородка
Промышленная Сибирь (sibindustry.ru), 15/10/2020

Похожие новости

  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    1447
  • 29/08/2018

    В Новосибирске обсудили перспективы развития технологической кооперации науки и производства

    ​Заседание Совета главных инженеров предприятий Сибирского федерального округа на VI Международном форуме и выставке технологического развития "Технопром-2018" было посвящено перспективам развития технологической кооперации науки и производства.
    1486
  • 13/04/2021

    О «космических» разработках ИФП СО РАН рассказали на пресс-конференции ТАСС в Новосибирске

    Специалисты Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН совместно с ведущими научно-производственными организациями РФ создают полупроводниковые материалы для высоконадежной электроники, которая выдерживает радиационный фон за пределами Земли; гибкие и легкие солнечные элементы; делают компоненты для спутникового зрения  ―  матрицы, фоточувствительные в инфракрасном диапазоне; создают ключевые компоненты для атомных часов; разрабатывают комплекс научной аппаратуры для синтеза полупроводниковых структур в космосе.
    285
  • 04/05/2017

    Новосибирские ученые разработали радиолокатор для Минобороны РФ

    ​Новый радиолокатор для Минобороны РФ разработан новосибирскими учеными, сообщил журналистам 3 мая генеральный директор Научно-исследовательского института измерительных приборов (НПО НИИИП-НЗиК, Новосибирск) Павел Заболотный.
    1631
  • 07/02/2018

    «Экран-оптические системы» будет работать по технологиям ИФП СО РАН

     Институт физики полупроводников им А. В. Ржанова СО РАН и АО «Экран-оптические системы» подписали соглашение о сотрудничестве, в рамках которого в институт будет поставлено промышленное оборудование для производства полупроводниковых гетероструктур — необходимого компонента электронной базы современных телекоммуникационных систем, систем связи и цифровой экономики.
    1845
  • 16/06/2018

    Новосибирскую установку по производству солнечных батарей готовят к отправке в космос

    ​Сибирь для космоса: новосибирские ученые сегодня завершили выполнение задачи, которую перед ними поставило федеральное агентство «Роскосмос» – создать установку для производства солнечных батарей прямо на борту корабля.
    1414
  • 16/04/2021

    Разработки самого высокого полета

     Каждый восьмой грант, получаемый учеными региона, посвящен аэрокосмическим исследованиям. Новосибирские ученые вносят большой вклад в освоение космоса: тренажер для стыковки космических аппаратов, технология для изготовления солнечных батарей на орбите и на Луне, катализаторы орто-пара-конверсии водорода, аэродинамические исследования перспективного российского многоразового космического корабля «Орел» — вот далеко не полный перечень разработок, рожденных в Сибири.
    497
  • 24/05/2017

    Омские промышленники интересуются разработками СО РАН

    ​​Делегация представителей высокотехнологичной индустрии Омской области посетила институты новосибирского Академгородка. Свыше 20 главных инженеров, конструкторов и специалистов омских предприятий — ФНПЦ «Прогресс», «Омское машиностроительное КБ», «Омсктрансмаш», «Высокие технологии» и «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) — встретились с председателем Сибирского отделения РАН академиком Александром Леонидовичем Асеевым и его советником доктором физико-математических наук Геннадием Алексеевичем Сапожниковым.
    2943
  • 16/07/2020

    ИФП СО РАН: подробности о деятельности подразделений и перспективах для молодых сотрудников

    ​Принять новых сотрудников готовы двадцать семь научных подразделений института, среди которых две молодежные лаборатории ― ближнепольной оптической спектроскопии и наносенсорики и нанотехнологий и наноматериалов.
    1072
  • 20/04/2021

    «Экран ФЭП»: экологичная конкуренция, сотрудничество с государством и симбиоз с наукой

    Новосибирск занимает уникальное место на карте мирового рынка электронно-оптических преобразователей (ЭОП), применяемых в приборах ночного видения. Здесь сосредоточены три из четырех российских (а это примерно половина всех мировых) предприятий, выпускающих эти устройства.
    252