Коллаборация российских исследователей под руководством специалистов Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН займется изучением физики квантовых эффектов как основы для элементной базы вычислительной техники будущего. Проведение масштабных работ в этой области стало возможным благодаря победе проекта ИФП СО РАН «Квантовые структуры для посткремниевой электроники», представленного на конкурс Минобрнауки России по приоритетным направлениям научно-технологического развития РФ. 

 
«Развитие цифровой экономики, роботизации, квантовой криптографии требует от электроники увеличения быстродействия, энергоэффективности, скорости и безопасности передачи данных. Функциональные пределы привычной кремниевой элементной базы скоро будут достигнуты, поэтому сейчас во всем мире идет поиск структур, которые работали бы на новых физических принципах, в частности ― с использованием квантовых эффектов. Мы займемся синтезом таких материалов, исследованием их свойств, и наши результаты в дальнейшем могут стать точками роста для электроники будущего. По всем направлениям развития проекта у нас есть обширный задел: это касается как технологических, так и научных наработок. Исследовательские результаты участников нашей команды по тематикам, заявленным в проекте, опубликованы в высокорейтинговых научных журналах ― Nature, Physical Review Letters и других», ― объясняет руководитель проекта, директор Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН академик Александр Васильевич Латышев.​ 

 
Проект рассчитан на три года, совокупный объем финансирования ― 300 миллионов рублей. Запланированы исследования по нескольким направлениям, среди которых: разработка систем для передачи информации с помощью одиночных фотонов, что обеспечивает защищенность и большой объем транслируемых данных; изучение топологических изоляторов и создание на их основе прототипов устройств; поиск новых материалов для создания сверхчувствительных сенсоров, самообучающихся нейроморфных систем с минимальным энергопотреблением; разработка наноструктур для совершенных фотоприемных устройств и каскадных лазеров в терагерцовом диапазоне. 

 
«Если, например, говорить о топологических изоляторах: мы будем работать с двумерными структурами на основе теллуридов кадмия-ртути, а также соединений свинца-олова-теллура. Оба материала широко исследуются во всем мире, в связи с перспективой создания на их основе приборов, работающих на новых физических принципах. Например, спинтронных устройств, в которых перенос информации происходит при помощи спина электрона, а не заряда, как это осуществляется в традиционной электронике. За счет этого возможен большой выигрыш в скорости обработки и передачи информации, энергопотреблении, миниатюризации. Другое применение теллуридов кадмия-ртути ― это разработка различных оптико-электронных приборов. Вместе с коллегами из Института физики микроструктур РАН мы планируем создавать излучатели для терагерцового диапазона, используя структуры с квантовыми ямами на основе теллурида кадмия-ртути. Терагерцовое излучение «просвечивает» многие материалы, не ионизируя и не разрушая их, и может использоваться в диагностической медицине, системах безопасности. Наноструктуры с прогнозируемыми свойствами будут выращиваться в ИФП СО РАН, а исследоваться, теоретически и экспериментально, ― совместно всеми участниками проекта. Нужно отметить, что в области создания структур состава кадмий-ртуть-теллур, фотоприемных устройств, наши ученые обладают квалификацией, технологиями и разработками высочайшего уровня» ― комментирует ответственный исполнитель проекта, заместитель директора по научной работе ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Германович Милѐхин

 
У специалистов ИФП СО РАН накоплен большой опыт работы и в области спинтроники: они с учеными из других институтов РАН синтезируют необходимые материалы и исследуют их свойства. Более того к концу 2020 года в институте появится необходимое аналитическое оборудование, которое позволит изучать зонную структуру и электронную поляризацию в твѐрдых телах ― физические основы спинтроники. Ранее такие установки были доступны только в других научных центрах, преимущественно зарубежных. 

 
ИФП СО РАН обновляет приборную базу на средства, выигранные в грантовом конкурсе Минобрнауки России, осуществляемом в рамках федерального проекта «Развитие передовой инфраструктуры для проведения исследований и разработок в РФ» нацпроекта «Наука». 

 
В числе участников проекта «Квантовые структуры для посткремниевой ​электроники» ― Институт физики микроструктур РАН, Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Новосибирский государственный университет и Санкт-Петербургский государственный университет. 

 
«Этот проект создает площадку для коммуникации между научными группами: хотя мы сотрудничаем давно, но для проведения интенсивных совместных исследований требуется финансирование. Сейчас эта проблема решена, и мы можем объединить наши компетенции, использовать сильные стороны всех участников, что позволит получить прорывные результаты», ― добавляет Александр Латышев.​ 

 
Пресс-служба ИФП СО РАН 

 

Источники

Российские ученые выиграли грант в 300 млн руб. на создание базы для электроники будущего
ТАСС, 16/09/2020
ИФП СО РАН создает научный и технологический базис для электроники будущего
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 16/09/2020
Российские ученые выиграли грант в 300 млн руб. на создание базы для электроники будущего
Зеленоград info (зеленоград-инфо.рф), 16/09/2020
Российские ученые создают научный и технологический базис для электроники будущего
Infopro54.ru, 16/09/2020
Ученые ИФП получат грант Минобрнауки в 300 млн руб. на посткремниевую электронику
Телеком в России (russian-telecoms.net), 16/09/2020
Ученые ИФП получат грант Минобрнауки в 300 млн руб. на посткремниевую электронику
Новости Телекома (novostel.ru), 16/09/2020
Ученые ИФП получат грант Минобрнауки в 300 млн руб. на посткремниевую электронику
Теле-Спутник (telesputnik.ru), 16/09/2020
ИФП СО РАН выиграл грант в 300 млн руб. на создание электроники будущего
Время Электроники (russianelectronics.ru), 16/09/2020
Российские ученые создают научный и технологический базис для электроники будущего
Status-media.com, 17/09/2020
Новосибирские ученые заложат основу электроники будущего
Ведомости Законодательного Собрания Новосибирской области (ведомостинсо.рф), 17/09/2020
Ученые Института физики полупроводников СО РАН реализуют проект электроники будущего
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 17/09/2020
Сибирские ученые получили грант на вычислительную технику будущего
Sibnet.ru, 18/09/2020
Проект ИФП СО РАН победил в конкурсе Минобрнауки РФ
Новая Сибирь (newsib.net), 23/09/2020
Объем финансирования проекта ИФП СО РАН "Квантовые структуры для посткремниевой электроники" составит 300 млн рублей
AK&M, 23/09/2020
Проект ИФП СО РАН победил в конкурсе Минобрнауки РФ
Яндекс.Новости (yandex.ru/news), 23/09/2020

Похожие новости

  • 15/01/2019

    Ученые создали детекторы для поиска новых частиц сверхвысоких энергий

    Российские ученые разработали для гамма-обсерватории TAIGA в Бурятии мюонные детекторы, с помощью которых планируется провести изучение источников космических частиц со сверхвысокой энергией, а также обнаружить процессы, которые помогут развить космологические теории возникновения и эволюции ранней Вселенной.
    1535
  • 02/12/2019

    Возможности квантового подхода к осмыслению и пониманию сущности сознания

    Целесообразность применимости квантовых подходов к сознанию и попытка осмысления основных критериев в построении квантовой онтологии – в фокусе внимания философско-научного исследования ученых России и Беларуси.
    675
  • 02/09/2020

    РАН обсудит утрату права на экспертизу работы крупнейших научных и учебных центров

    ​Сегодня президиум Российской академии наук (РАН) соберется на «экстренное заседание», посвященное угрозе значительного урезания полномочий академии. Разработанный Минобрнауки проект правительственного постановления освобождает ряд организаций от обязательной научной экспертизы со стороны РАН — речь идет прежде всего о Курчатовском институте, а также подведомственных правительству МГУ, СПбГУ и НИУ ВШЭ.
    381
  • 24/09/2020

    «Посткремниевая долина»: как физика квантовых эффектов изменит электронику

    Развитие цифровой экономики, роботизации, квантовой криптографии требует от электроники увеличения скорости, энергоэффективности, быстродействия и безопасности передачи данных. Функциональные пределы привычной кремниевой элементной базы скоро будут достигнуты, поэтому сейчас во всем мире идет поиск структур, которые смогут работать на новых физических принципах, в частности – с использованием квантовых эффектов.
    258
  • 03/08/2020

    Академик Александр Асеев: «Кризис должен дать новый импульс развитию науки»

    Пандемия коронавируса показала нам, что страна во многом оказалось неготовой к глобальным вызовам. И одной из причин этому стали реформы последних лет в различных сферах. В последние годы на наших глазах в стране шла реформа медицины с уничтожением амбулаторий, поликлиник, небольших фельдшерских и акушерских пунктов.
    405
  • 11/08/2020

    Академгородок 2.0 – приобретения и потери: мнения экспертов

    Что удалось сделать для развития Новосибирского научного центра за последние годы и какие задачи остаются нерешенными? Три известных российских ученых инвентаризируют достижения и проблемы в статье, написанной для «Континента Сибирь»*.
    458
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    4074
  • 15/09/2020

    «Дети» звезд: проект по изучению экзопланет

    Исследования планет за пределами Солнечной системы – относительно новая область науки, которая появилась совсем недавно. Первую экзопланету открыли 28 лет назад. Сегодня, благодаря специализированным космическим телескопам и наземным наблюдениям, обнаружено и подтверждено существование более 4 000 планет, и это число увеличивается с каждым днем.
    273
  • 16/09/2019

    Как сделать новосибирский Академгородок научной столицей России

    ​15 сентября в здании Новосибирского государственного университета состоялся круглый стол на тему “Академгородок и Академгородки: сегодня и завтра” и мозговой штурм “Как сделать Академгородок научной столицей России”.
    1155
  • 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.
    1614