ОКНА ПРОЗРАЧНОСТИ
Галина ШПАК.
В Новосибирском научном центре сделан очень важный шаг в
материаловедении, который может радикально улучшить положение в
разработке и производстве тепловизионной техники.
В Объединенном институте физики полупроводников СО РАН
разработаны научные основы технологии выращивания пленок КРТ
(кадмий -- ртуть -- теллур) на подложках арсенида галлия методом
молекулярно-лучевой эпитаксии. Новая технология и созданное
оборудование расценивается специалистами как национальное
достижение. Теперь в России возможно производство основного
материала нового поколения для фотоприемников различного
применения без использования научно-технических разработок и
оборудования зарубежных фирм.
В институте построено специальное помещение, где развернется
производство структур КРТ по технологии молекулярно-лучевой
эпитаксии.
ПОД ВЗГЛЯДОМ ИНФРАКРАСНОГО ГЛАЗА
Кажется, я попала в локальную академгородковскую сеть. Не в
компьютерную -- территориальную: открываешь дверь одного
института, а входишь в лабораторию другого.
Через выход из цеха Института физики полупроводников меня провели
"огородами" и опять-таки не к парадному подъезду. Может быть,
мороз повлиял, но я не сразу сообразила, что физики ведут меня в
лабораторию соседнего Конструкторско-технологического института
вычислительной техники.
 |
|
Профилактические работы на исследовательской установке "Обь".
На снимке (слева--направо): научный сотрудник М.Якушев, ведущий
конструктор А.Анциферов и ведущий инженер В.Варавин.
|
В небольшой темноватой комнате, кроме всего прочего, стояла на
штативе тепловизионная камера ТВС-М.
Галантные мужчины как ни в чем не бывало усадили меня рядом с
компьютером прямо под объектив тепловизора, в поле зрения
инфракрасного глаза, и невозмутимо объясняли, каким образом
получается картинка.
Подопытным объектом было мое оптически непрозрачное тело, вернее
-- голова. Краем глаза я заметила на экране монитора живописное
тепловое изображение собственного профиля. О шутке заранее не
предупреждают. Электронщики пошутили ради эффекта неожиданности,
чтобы заинтриговать посетителя и показать товар лицом. А
технологи-ростовики Сергей Дворецкий и Василий Варавин --
соответственно -- ведущий научный сотрудник и ведущий инженер
Института физики полупроводников -- как и обещали, познакомили
меня со своими соавторами нового варианта портативного
тепловизора.
 |
|
Инженер А.Сусляков (на переднем плане) и научный сотрудник
И.Марчишин (справа) ответственны за финальные характеристики
инфракрасных фотоприемных модулей -- одиночных и матричных.
|
Конструктивные особенности будущего прибора мне показывали на
"живой" камере. Электронщик Леонид Левченко вынул некий цилиндрик
-- "вот такой очень маленький холодильник обеспечивает работу
фоточувствительной головки, главного элемента тепловизора,
который видит объект или предмет". В обычных тепловизорах
фотоэлементы охлаждаются жидким азотом. На Севере жидким азотом
не воспользуешься! Наши умельцы придумали безазотный тепловизор
на известном принципе холодильника Пельтье, а разработал
фоточувствительную головку инженер Александр Сусляков (один из
моих провожатых), но он промолчал в общем разговоре. В
исследовательских группах специалисты дополняют друг друга, у
каждого свое умение. Когда оригинальная идея воплощается в
прекрасную вещь, результат по справедливости расценивается как
суммарная работа многих. Работающие вместе знают, кто что сделал,
и в повседневности даже не упоминают свои институты или
лаборатории. Просто называют имена руководителей и всем все ясно:
у Овсюка и Сидорова разработано основное устройство для
автономного тепловизора.
На его основе в группе Воронцова (ИТПМ) сделали тепловизор для
контроля детонационных шнуров, которые выпускает Новосибирский
механический завод "Искра".
А вот у Журавлева отладили первый прибор широкого назначения,
хотя его не назовешь тепловизором в полном смысле слова. Зато,
как умно придумано! Петр Журавлев и его сотрудники изобрели некий
способ изображения, благо, что они работают в
Конструкторско-технологическом институте прикладной
микроэлектроники у Овсюка, где занимаются не только
фотоприемниками КРТ. Инженеры умудрились "раскрасить" видимое
изображение пробегом светящейся полоски от фотодиода КРТ. С таким
прибором двойного видения очень легко работать оператору,
исследующему объект вблизи и на расстоянии. Портативный вариант
"ночного" тепловизора интересует энергетиков, нефтяников и
горняков, железнодорожников и коммунальщиков.
 |
|
Тепловое изображение, полученное с помощью матричного
фотоприемного модуля размерностью 128х128 элементов на основе
слоев КРТ, выращенных методом МЛЭ.
|
Грубо говоря, тепловизор работает по принципу "горячо--холодно".
Можно по утечке тепла проверить, не перегрелась ли букса, в
которой вращается ось вагона, обнаружить дефекты в стеновых
панелях и швах зданий или в трубопроводах... Одним словом,
инфракрасный глаз наблюдает, распознает, видит любую цель, а при
необходимости -- управляет огнем. Не секрет, что военная техника
оснащена различными тепловизионными системами.
Собственно, смотреть внутрь предмета, вещества физики давно
научились. Тепловидение -- известный метод интроскопии, при
котором изображение объектов, невидимых невооруженным глазом,
получают с помощью тепловых (ИК) лучей, отраженных от объекта или
испускаемых им. И тепловизоры у всех на слуху. Как приборы они
используются с 1941 года. Следующий этап в развитии тепловидения
наступил через двадцать лет, когда французские ученые впервые
синтезировали нечто похожее на материал КРТ. Первые в мире
тепловизоры с фотоприемниками появились в 1975 году. За последнее
десятилетие производство полупроводниковых материалов достигло
высокого совершенства, но оказалось, что для развития современной
тепловизионной техники требуется материал нового поколения.
В России только здесь, в Новосибирске, в Институте физики
полупроводников, в лаборатории молекулярно-лучевой эпитаксии
полупроводниковых соединений А2В6 выращивают слои КРТ с заданными
свойствами (А2В6 -- это сокращенное название определенного класса
полупроводников из двух- и шестивалентных химических элементов и
различных их комбинаций). Высокое качество материала проявилось
даже в тепловизорах с одиночным фоторезистором. Электронщики, у
которых я была в гостях, до недавнего времени работали на
фотоприемниках московского производства, но убедились, что
сибирский элемент с термоэлектрическим охлаждением по качеству не
уступает. У нас в Академгородке несколько небольших фирм
выпускают тепловизоры на одиночных элементах, и они намерены
перейти на сибирские фотодиоды.
 |
|
Старший научный сотрудник Д.Есаев (слева) и заведующий отделом
В.Овсюк обсуждают результаты обследований матрицы фотодиодов.
|
Подумалось, что в Новосибирске, по крайней мере, существуют
предпосылки для создания матричных тепловизоров.
Лаборатория доктора физико-математических наук Юрия Георгиевича
Сидорова и отдел, которым руководит директор
Конструкторско-технологического института доктор
физико-математических наук Виктор Николаевич Овсюк, связаны одной
цепью в решении физических, технологических и конструкторских
задач.
Технологи-ростовики добиваются высокого структурного совершенства
материала КРТ, чтобы делать матрицы большого формата.
Разработчики фотоприемников стремятся создать тепловизионный
стандарт, не уступающий по качеству изображения привычному
телевизору. Стандарт предполагает несколько вариантов. Это
одиночный фотодиод с разверткой. Затем длинная линейка, которая
перекрывает изображение, или это матрица. Рассмотреть стандартную
матрицу можно на фотографии при значительном увеличении. Виктор
Николаевич Овсюк показывал мне "семейный" альбом фотодиодов.
Здесь и одиночный элемент-"пирамидка". И стандарт -- 1000 на 700
элементов. Все они должны быть на подложке 3 на 4 сантиметра --
это часть площади пластин арсенида галлия или кремния... Кажется,
что все очень просто, но необходим ряд предшествующих и
завершающих тонких операций, чтобы получился кристалл, весь
усеянный фотодиодами. И каждый должен работать -- смотреть в
глубокой ночи и все видеть. Все варианты стандарта в технике
используются.
Чем меньше элементов, тем дешевле тепловизор. Чем больше матрица,
тем дороже прибор. Квадратный сантиметр материала КРТ стоит не
меньше ста долларов. Удешевить его производство -- тоже не
простая задача. Раньше бы за ценой не постояли, если
исследовательские разработки относились к так называемой
спецтематике. В Советском Союзе не дремали: основное производство
стратегического материала КРТ было налажено в Светловодске, на
Украине. О потерянном не стоит вспоминать. Сохранилось
производство в Москве (ГИРЕДМЕТ), где используется метод
жидкофазовой эпитаксии для выращивания эпитаксиальных пленок. Но
опять-таки секрет не в самом материале, а в новом поколении КРТ,
определяющем развитие современной тепловизионной техники.
В разговоре Виктор Николаевич Овсюк назвал КРТ "хитрыми
структурами". В чем же проявляется "хитрость"?
"ХИТРЫЕ" СТРУКТУРЫ
-- "Хитрость" структур в том, что их можно вырастить
чувствительными к любой длине волны, -- сказал Виктор Николаевич.
-- В атмосфере существуют окна прозрачности между тремя и пятью
микронами и между восемью и четырнадцатью. Если в эти совершено
прозрачные области направить инфракрасный глаз, он будет смотреть
очень далеко. Если поставить на длину волны, скажем, семь микрон,
то далеко не посмотришь. Окна прозрачности используются для того,
чтобы атмосфера не мешала формированию изображения объекта и его
наблюдению.
-- А если я, находясь в космическом корабле, направлю тепловизор
на Землю, я ее смогу разглядеть детально?
-- Земля как раз светит на десяти микронах и эти же десять микрон
попадают в окна прозрачности атмосферы. Очень удобно. Если уж
говорить о наблюдении из космоса, то поскольку это очень дорогая
система, тепловизоры сразу делают на два спектральных диапазона
-- три-пять микрон и вблизи десяти. В каждой длине волны по
разному виден объект. Дальше дело ЭВМ и программиста -- получить,
создать интегрированное изображение, показывающее объект во всем
его многообразии.
Все тела излучают вблизи десяти микрон -- Земля, человек, дерево,
самолет, что и заставило всех конструкторов мира строить
тепловидение на этих длинах волн. Оказалось, что для интервала
три-пять микрон можно найти несколько полупроводниковых
материалов, которые удачно закрывают его и совсем необязательно
использовать материал КРТ. А на интервал 8--14 микрон не нашлось
ни одного материала. В конце концов, тройной полупроводник
оказался удобным. Можно, меняя состав полупроводника, вывести его
на 3, на 5 и на 15 микрон, то есть порог чувствительности можно
изменять по усмотрению. Если попадет на 10 микрон, то тепловизор
будет все ловить. Край -- это та область, где начинается
чувствительность прибора.
Если брать мировую практику создания базового материала, то за
двадцать лет, после того, как французы впервые вырастили
эпитаксиальный слой, только в США и Японии на эпитаксиальных
структурах, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии,
получены фотоприемники с высокой квантовой эффективностью. В этих
странах уже переходят к промышленному производству КРТ по
МЛЭ-технологии. Технология довольно сложная и каверзная. Много
лет стараются вырастить КРТ специалисты Китая, Индии, Бразилии,
но у них пока не получается. Стараются, потому что этот материал
нельзя купить ни во Франции, ни в Америке, ни в Японии. Это
национальные технологии, которые находятся под абсолютным
контролем Министерств обороны данных стран. А в Россию прибор,
скажем, матричный тоже не продадут. С полгода назад в Интернете
появилась картинка, где предлагался к продаже тепловизионный
модуль на КРТ. Ради интереса наши сотрудники запросили адресат об
условиях покупки. Последовал ответ: "Наше правительство вряд ли
позволит вам его продать. Но когда позволит, будем рады вам
помочь". Так что КРТ оказался единственным стратегическим
материалом, закрывающим оборонные вопросы.
Виктор Николаевич не стремился ошеломить собеседника. Замечу в
скобках, что на вопросы о "секретности и причастности" и
российские, и зарубежные ученые отвечают почти идентично. В любой
стране военные организации различного рода финансируют
интересующие их научные разработки, но в России сейчас и с этим
делом туго.
-- Матричный тепловизор на модуле КРТ, регистрирующий излучение с
длиной волны 10 микрон, предназначен не только для оборонных
задач, -- еще раз повторил свою мысль В.Овсюк. -- Он может быть
абсолютным сторожем любых производств, любой ситуации. Ему не
требуется ни освещения, ни подсветки. Прибор полностью видит
собственное излучение объекта или субъекта, и потому он
оказывается экологически чистым инструментом для контроля,
диагностики в медицине и других областях. Но все начинается с
исходного материала, который никто в мире нам не продаст. И
соответственно, -- только на отечественное производство мы можем
рассчитывать. Кроме лаборатории Сидорова, никто нигде в нашей
стране не может делать материал КРТ методом МЛЭ. Сохранилось
производство этого материала в Москве, в Государственном
научно-исследовательском проектном институте редкометаллической
промышленности. Там работают умные ребята, мы с ними
сотрудничаем. Москвичи используют жидкофазовую эпитаксию, то есть
выращивают КРТ не из вакуумных пучков, а из расплавленного
раствора. Эта технология давно уступает по возможностям
молекулярно-лучевой эпитаксии. Технология исходного материала
определяет развитие тепловидения. В основе МЛЭ-технологии -- наше
собственное оборудование, наши собственные оригинальные
технические решения. Ничего чужого мы не использовали. Все, что
связано с конструкционными особенностями оборудования приборного
плана, разрабатывалось в Конструкторско-технологическом институте
прикладной микроэлектроники, а тонкости технологии -- в
лаборатории Института физики полупроводников. Конструктив нашей
установки "Обь" позволяет выйти на большой диаметр эпитаксиальных
слоев КРТ. У Сидорова выращивают пленки на подложках до 75
миллиметров в диаметре, а будут делать образцы до 200
миллиметров. Уже сейчас, исследуя новые пленки, по измерениям наш
материал КРТ не только не хуже аналогичного западного
производства, но такое впечатление, что даже лучше мировых
образцов.
 |
|
Ведущий научный сотрудник С.Дворецкий управляет установкой МЛЭ
"Обь". Процесс пленок КРТ идет в штатном режиме.
|
Разумеется, новая технология МЛЭ для материала КРТ создавалась не
на пустом месте. В Сибирском отделении исследовательские работы
по молекулярно-лучевой эпитаксии начались в 1979 году.
Одновременно создавались макетные образцы установок МЛЭ.
Достижения в этой области американских и японских ученых
подстегнули российских специалистов быстро создать и освоить
современную технологию получения сверхтонких пленок. В 1986 году
именно в Сибирском отделении были созданы первые в стране
действующие многокамерные установки "Ангара" и "Катунь" с
автоматизированной системой управления технологическим процессом.
Эта поистине феноменальная работа объединила научные,
технологические, инженерно-конструкторские, производственные
группы специалистов институтов Физики полупроводников, Ядерной
физики, отраслевого СКТБ специальной электроники (ныне КТИ
прикладной микроэлектроники) и Опытного завода. Наверное, более
десятка сибирских установок работало в бывших республиках Союза и
в Болгарии.
Так что базовое оборудование для получения основных
полупроводниковых материалов для микроэлектроники и
тепловизионной техники -- единое. В свое время сотрудники ИФП и
Опытного завода во главе с руководителем исследований доктором
технических наук Сергеем Ивановичем Стениным (1940--1990 гг.)
получили за это Государственную премию.
Процесс молекулярно-лучевой эпитаксии универсален. Печка одна, по
словам В.Овсюка, но это не просто -- забросил в нее другие
вещества и получил интересную структуру. Возникло целое
направление конструкторских решений, которые и выразились в
многокамерной установке "Обь". Ее модули устроены внутри таким
"хитрым" образом, чтобы данному типу молекул удобно было лететь и
соединяться с другими на подложке.
СОЗДАЕТСЯ ПРОИЗВОДСТВО КРТ
Фигурная пристройка к Институту физики полупроводников напоминает
современный парадный вход в здание, обновляя его простую
геометрию. Красный кирпич, чередуясь с белым, резко контрастирует
с привычным светлосерым старым фасадом. Красный трехэтажный
модуль с отдельным входом построен специально для производства
материала КРТ. На трех этажах в двух небольших залах разместятся
многокамерные установки "Обь" -- исследовательская и промышленная
-- для выращивания гетероэпитаксиальных структур. Третий зал
предназначен для автоматизированных систем управления
технологическим процессом и другой аналитической аппаратуры.
Тем временем в лаборатории доктора физико-математических наук
Ю.Сидорова идет изготовление и сборка узлов
промышленно-ориентированной многокамерной установки "Обь". На
первый взгляд, ее линейка, вся конфигурация повторяют давно
известные установки МЛЭ, работающие в институте. На мой возглас:
"Я уже видела такую", мне ответили, что все конструктивные
тонкости в содержании, внутренней начинке модулей, особенно
вакуумной камеры, для выращивания материала КРТ. И аналитические
приборы разрабатывались специально для пооперационного контроля в
процессе выращивания структур КРТ.
 |
|
Заведующий лабораторией В.Васильев и главный технолог
Т.Захарьяш анализируют качество изготовленных ими матричных
фотоприемников на КРТ.
|
Благодаря оригинальной и относительно дешевой технологии
производства эпитаксиальных пленок, можно будет снизить стоимость
материала КРТ, составляющую почти пятьдесят процентов от цены
фотоприемников. Разумеется. главное -- высокое качество
материала, его возможности и особенности. В новых фотоприемниках
КРТ используется в виде пленок с заранее заданным распределением
параметров. Штучные образцы, их исследование и использование
подтвердили уникальность сибирского материала. Коль скоро
институт намерен поставлять образцы КРТ заказчикам, создающим
тепловизоры различного назначения, обладатели ноу-хау должны
рассчитывать на рентабельность своего нового производства,
удешевляя сам процесс изготовления основного материала. Дешевле,
чем на Западе, хотя этот стратегический материал на мировом рынке
для России не продается. В лаборатории Сидорова уверены, что
будущее за образцами диаметра 75 миллиметров и больше. Образцы
испытывались и в лаборатории, и в заводских условиях. Активнее
других заинтересованных организаций действует московский завод
"Альфа", где производят фоточувствительные элементы. На этом
заводе из сибирского материала КРТ сделали фотоприемное
устройство, и по результатам его испытаний специалисты выдали
целую пачку протоколов, безусловно подтверждающих пригодность
материала для работы. Поскольку завод выпускает серийную
продукцию, мнение его специалистов очень важно. Тем более, когда
в лаборатории Ю.Сидорова готовятся к открытию специализированного
полупромышленного производства КРТ. В разговоре с Юрием
Георгиевичем выяснились факты чисто формального порядка, но
немаловажные, имеющие отношение к запуску промышленной установки
"Обь".
Существуют определенные правила и процедуры, которые необходимо
выполнить прежде, чем то или иное новое изделие поставят на
поток. Ответственные специалисты завода должны внести в свою
технологическую документацию на изготовление фотоприемников
основной материал и его характеристики.
-- Для этой документации мы разработали технические условия
главного конструктора на структуры КРТ. Это позволяет
использовать наш материал в серийных устройствах. Иначе мы можем
делать только исследовательские системы, а речь идет о том, что
мы будем поставлять материал для серийных приборов.
-- А кто этот главный конструктор?
-- В данном случае -- это я. Если документы согласованы и
подписаны, мы можем работать. Это самый короткий путь для
внедрения.
 |
|
Старший научный сотрудник Н.Талипов готовит установку для
имплантации ионов в эпитаксиальные слои КРТ.
|
-- А на ваших установках -- и самый быстрый, учитывая скорости
роста эпитаксиальных пленок?
-- Это сейчас. Изначально, лет пятнадцать назад, вопрос был
дискуссионным: стоит ли использовать молекулярно-лучевую
эпитаксию для приготовления пленок КРТ. Метод считался
неэффективным, потому что скорости роста материала маленькие --
микрон в час, примерно. А для фотоприемников КРТ пленка должна
быть десять-двенадцать микрон толщины. Включая подготовительные
операции, выходит, сутки надо выращивать эту пленку. На самом
деле скорости роста у нас составляют до пяти микрон в час, и
пленка выращивается два-три часа. Весь цикл занимает около шести
часов.
-- Что же вы такого придумали?
-- Метод придумали не мы. Исследования в нашем институте лет
двадцать назад организовал и поставил профессор Стенин. Очень
внимательно относился к этой работе генеральный директор
Объединенного института физики полупроводников Свиташев.
-- Эпитаксия шла по разряду спецтематики?
-- Изначально за эту работу платили... Благодаря научному заделу,
созданному Стениным и Свиташевым в части поддержки эллипсометрии,
мы смогли быстро освоиться. В то время и я "суетился" под их
руководством.
-- И "досуетился" до главного конструктора?
-- Это просто терминология такая в документации. Ну, я
разработчик и руководитель технологической части совместной
работы. Занимаюсь и организацией производства КРТ.
-- Но двери в новый корпус пока закрыты. Сейчас в лаборатории
эксперименты идут?
-- Непрерывно. Фактически какой-то запас материала сделан. Наши
разработки слабо финансируются. Мы можем работать бесплатно или с
какой-то минимальной зарплатой, а технология не может развиваться
без денег. Это дорогая вещь. Если так будет продолжаться год-два,
то, я думаю, все остановится.
-- Но вы все-таки надеетесь, иначе бы не взялись за строительство
производственных помещений?
Вместо ответа последовало приглашение в лабораторию, где работает
исследовательская установка. Правда, кроме ее конфигурации и
поблескивающей поверхности, ничего особенного не увидишь. Только
аналитические приборы фиксируют, характеризуют и контролируют
процесс выращивания структур.
Приборы работают, а человека на рабочем месте не видно. Оставлена
записка: "Ушел на обед". Юрий Георгиевич охотно берет на себя
обязанности переводчика.
-- Изображения на экране говорят о рельефе и составе пленки,
которая растет. Сначала на подложке арсенида галлия выращивается
тонкий слой теллуриада цинка, а затем -- теллуриада кадмия и
получается как бы новая подложка, на которой выращивают материал
КРТ. Вот Максим поднял температуру кадмиевого источника и ушел
обедать. Все крутится. Когда Максим Якушев вырастит буферный
слой, эта пластина внутри вакуумной системы поступит в
специальную камеру и начнется ключевая процедура выращивания КРТ
с фоточувствительным рабочим слоем. Выращивает материал Николай
Николаевич Михайлов, ведущий инженер. Если интересно, почти все
научные сотрудники, работающие на установке, наш университет
закончили.
-- Расшифруйте, что сейчас на экране?
-- Настройка прибора -- непосредственные измерения. У нас новая
конструкция эллипсометра.
-- Понятно. Измеряется толщина и скорости послойного роста
пленки. Каким образом и откуда она выходит? Где вы ее прячете?
-- Существует камера выгрузки.
Мое излишнее любопытство спокойно пресекалось.
-- Руками -- ни в коем случае! Только в одноразовых перчатках.
Пленка кладется в специальную кассету. Заказчик получает пленку в
кассетах. На этом процедура не заканчивается. Структура
подвергается контролю в так называемой холловской установке.
Определяется концентрация и подвижность носителей, время жизни и
другие параметры.
Наш материал должен соответствовать определенным, чрезвычайно
жестким требованиям, в том числе -- коммерческим. Состав КРТ
должен быть очень точным, поскольку материал используется при
изготовлении многоэлементных фотоприемников. Вместе с
конструкторами мы очень много занимались модулем КРТ, чтобы
добиться высокого качества структур. Очень много оригинальных
вещей разработали. Например, кольцевые источники. Таких в мире
вообще нет. Обычно в установках молекулярно-лучевой эпитаксии,
чтобы получить высокую однородность состава, применяют вращение.
Но вращение исключает непрерывное наблюдение за процессом. Для
того, чтобы померить эллипсометром состав пленки, надо остановить
вращение. Невозможно и вращать и наблюдать. А у нас благодаря
кольцевым молекулярным источникам, однородность высокая и
непрерывно идет измерение состава растущей пленки. И эллипсометр
у нас нового поколения, и измеритель температуры подложки.
Температура подложки для КРТ очень критична. Она должна
поддерживаться с высокой точностью. Ее к тому же сложно измерить
в вакууме. Мы специально разработали длинноволновый инфракрасный
измеритель температуры -- пирометр.
Рекламные плакаты на стене как бы повторяли в картинках различную
новейшую продукцию для молекулярно-лучевой эпитаксии. Юрий
Георгиевич опередил мой вопрос.
-- Это продукция английской фирмы EPI (эпитаксия). Она
специализируется на разработке и производстве молекулярных
источников. Такого кольцевого источника, какой сделали мы, у них
нет. Фирма рассылает свои проспекты и плакаты, рекламирует, чтобы
у них покупали товар. Ужасно дорогой и совершенно нам не по
карману.
-- Получается, что кое-какое оборудование можно купить, а вот
материал КРТ -- ни за какие деньги.
-- Совершенно верно. Тем более пригодный для нового поколения
тепловизоров и тепловизионных систем. А что касается английских
источников... В принципе в институте есть несколько импортных
установок молекулярно-лучевой эпитаксии, на которых стоят такого
типа источники. А у нас собственный, отечественный.
-- Это устройство разрабатывалось в лаборатории?
-- Не совсем. В принципе -- идеология установки наша, в частности
-- камера КРТ, а проектирование--конструирование выполнялось
специалистами Конструкторско-технологического института
прикладной электроники.
-- Я видела новую установку, она такая блестящая, из нержавейки.
-- Она еще не рабочая, ее еще не отожгли до нужной температуры.
"Железо" надо обезгазить. Первый отжиг ведется при температуре
400--500 градусов по Цельсию. При этом нержавейка желтеет.
-- Это делается для вакуума?
-- Исключительно. Для того, чтобы получить сверхвысокий вакуум.
После механической обработки на поверхности нержавейки остается
слой, насыщенный кислородом, который необходимо откачать...
Подготовительной работы достаточно много.
-- Вы будете полностью монтировать "Обь" в лабораторном
помещении?
-- Нет. Установку можно полностью собирать только в новом
корпусе. Мы начнем монтировать новую, большую установку, не
трогая работающую. А когда запустим, перенесем на новую площадь и
исследовательскую установку. Но для этого нужны дополнительные
средства. Сейчас у государства возможности ограничены.
Недофинансирование -- общая проблема. И хозрасчетникам плохо.
Наши соавторы -- конструкторы, вынужденно находятся сейчас в
неоплачиваемых отпусках.
-- Разве не существует никакой целевой программы для поддержки
создания производства отечественного материала КРТ, который
называют "стратегическим"?
-- Изначально работа выполнялась только в рамках государственного
заказа. Заказ существует, а финансирование ограничено. Возможно,
когда наш материал пойдет для серийных приборов, что-то
изменится.
-- Вы будете продавать КРТ для фирм Академгородка и завода
"Альфа"?
-- Вы знаете, одной установки достаточно при непрерывной ее
работе, чтобы удовлетворить потребности России в производстве
фотоприемников и тепловизоров в том масштабе, какой сейчас есть.
Кстати, наша лаборатория тоже занимается тепловизорами, но это
побочная работа. Сейчас мы заняты новыми исследованиями, чтобы
повысить возможности, качество и размеры эпитаксиальных слоев. В
частности, нужно переходить на подложки из кремния. Кремниевые
подложки больше, дешевле и используются для обработки сигналов.
Получается такой материал КРТ, что можно создавать кремниевую
электронику прямо на подложке.
-- О кремнии я наслышана. От физиков. Знаю, что проект "Кремний",
предложенный вашим институтом на конкурс, оказался в числе
наиболее привлекательных для инвестиций.
-- Да, в ИФП работает промышленная кремниевая установка. Это
подразделение Попова Владимира Павловича, а руководит работой
директор института Александр Леонидович Асеев. У них, конечно,
другие масштабы. КРТ -- это маленькие масштабы. Речь идет о
тысяче, двух тысячах сантиметров в год. Несколько пластин, но
цена их очень высокая -- от ста до четырехсот долларов за
квадратный сантиметр в зависимости от качества... В принципе,
если материал будет дешевле за счет кремниевой подложки, -- то
можно будет увеличить выпуска пластин КРТ для заказчиков,
разнообразить свойства инфракрасных фотоприемников и расширить
область их применения. Правда, сейчас даже самые надежные наши
партнеры неплатежеспособны.
-- Будем считать, что вам поможет кремний.
-- В мире все занимаются кремнием, то есть научные центры,
связанные с исследованиями, технологией, производством
современных полупроводниковых материалов и различных устройств на
их основе. В мире наблюдается наибольший прогресс в области
создания кремниевого интеллекта. Посмотрите, что происходит! Вот
компьютеры -- они, как расходуемые материалы, каждый год
устаревают. На рынке новые модели. Прогресс совершенно
фантастический. Вся электроника сейчас на основе кремния, хотя в
будущем, с переходом на одноэлементные приборы, транзисторы,
диоды будут уже не кремниевые, а какие-то другие. Алмазные,
допустим. Сейчас крупнейшие умы мира как раз занимаются
осознанием того, как устроен человеческий мозг, то есть как
мыслит человек. Когда поймут, -- то вложить это понимание в
"железку" совсем не трудно. Это дело техники.
-- В шутку, конечно, но тогда человек уйдет на второй план!
-- И без шуток: следующая ступень эволюции -- кремниевый
интеллект. Он не мог образоваться сам, в отличие от органической
жизни. Если Там есть какая-то сила, то, может быть, действительно
люди были созданы и для того, чтобы выйти на новую ступень
эволюции. Человек все-таки не ее вершина. Платят или не платят на
Западе за такие фантастические разработки, но на самом деле за
рубежом работы по кремниевому интеллекту ведутся.
-- И у нас давно занимаются искусственным интеллектом.
-- Но у нас технической базы хорошей нет.
-- Что же? Мы так и останемся теоретиками?
-- В значительной степени -- да.
Кажется, я почувствовала, где "сквозит тепло", то есть ярко
светится наболевшая русская проблема -- "всегда нехватки".
Мировая наука открывает "окна прозрачности" в заоблачные сферы не
в ущерб решению повседневных научных задач, связанных не только с
новыми высокими технологиями. Любое производство обновляется
через 10--15 лет и не без помощи науки. В той же МЛЭ-технологии
материала КРТ наблюдается значительный прогресс. За последние
годы "только в США десять исследовательских групп занималось МЛЭ
КРТ. На эпитаксиальных структурах, выращенных методом МЛЭ
получены фотоприемники с высокой квантовой эффективностью. В
настоящее время происходит переход к промышленному производству
ГЭС КРТ методом МЛЭ". Эту информацию я вычитала из
отчета-представления, подтверждающего перспективность разработок
лаборатории Сидорова и способность научной группы организовать
промышленное производство стратегического материала для
тепловидения дальнего ИК-диапазона. Это направление в
Объединенном институте физики полупроводников курирует доктор
физико-математических наук В.Овсюк и руководит работами по
созданию тепловизионных систем на базе материала КРТ. Он считает,
что выполнение государственного заказа идет почти по плану.
-- Нам предстоит создание конкретных экспериментальных образцов
тепловизионной техники для предприятий энергетики и металлургии,
для нефтяников и газовиков, для служб безопасности и
экологического контроля и для многих других потребителей. Одна из
оставшихся проблем -- создание унифицированного ряда кремниевых
кристаллов (мультиплексоров и микропроцессоров), технологическое
изготовление которых нуждается в отдельной финансовой поддержке.
Если ИК модули на КРТ -- это глаза тепловизионных систем, то
кремниевые кристаллы -- ее мозг.
Здесь крайне желательной была бы целевая поддержка работ -- на
финальном этапе -- со стороны Президиума Сибирского отделения.
Создание инфракрасных интеллектуальных систем поднимет качество и
культуру различных производств в России на более современный
уровень. Мы надеемся это сделать.
На снимках:
Профилактические работы на исследовательской установке "Обь".
На снимке (слева--направо): научный сотрудник М.Якушев, ведущий
конструктор А.Анциферов и ведущий инженер В.Варавин.
Старший научный сотрудник Д.Есаев (слева) и заведующий отделом
В.Овсюк обсуждают результаты обследований матрицы фотодиодов.
Ведущий научный сотрудник С.Дворецкий управляет установкой МЛЭ
"Обь". Процесс пленок КРТ идет в штатном режиме.
Старший научный сотрудник Н.Талипов готовит установку для
имплантации ионов в эпитаксиальные слои КРТ.
Инженер А.Сусляков (на переднем плане) и научный сотрудник
И.Марчишин (справа) ответственны за финальные характеристики
инфракрасных фотоприемных модулей -- одиночных и матричных.
Заведующий лабораторией В.Васильев и главный технолог
Т.Захарьяш анализируют качество изготовленных ими матричных
фотоприемников на КРТ.
Тепловое изображение, полученное с помощью матричного
фотоприемного модуля размерностью 128х128 элементов на основе
слоев КРТ, выращенных методом МЛЭ.
Фото В.Новикова.
стр.
| 
