ФИЗИКА, ТЕХНОЛОГИЯ, ПРИБОРЫ
А.Асеев,
директор ИФП СО РАН,
доктор физико-математических наук.
Словами, вынесенными в заголовок, можно кратко характеризовать
концепцию Института физики полупроводников СО РАН (ныне
Объединенного института физики полупроводников), сформированную
его основателем -- академиком А.Ржановым. Со времени переезда
молодого члена-корреспондента РАН А.Ржанова из Москвы, из Физического
института РАН в Новосибирск в 1962 г. основным в деятельности ИФП
становится исследование структуры и электронных свойств
поверхности и границ раздела полупроводников и полупроводниковых
систем, важнейшей из которых на начальный период стала граница
раздела полупроводник-диэлектрик. А.Ржановым в его известной
монографии "Электронные процессы на поверхности полупроводников"
(М., Наука, 1971) были сформулированы основополагающие принципы
данных работ, состоящие в требовании химической и структурной
определенности объектов исследования. В результате многолетних
усилий в институте решена сложнейшая проблема управления
плотностью поверхностных состояний границ раздела
полупроводник-диэлектрик. Сделанное "на кончике пера"
предположение о непрерывности спектра поверхностных состояний
(В.Овсюк, И.Неизвестный, А.Ржанов) нашло в последующем
убедительное подтверждение при изучении атомной структуры границ
раздела методом электронной микроскопии высокого разрешения
(О.Пчеляков, А.Асеев). В результате группе сотрудников Института
под руководством доктора физико-математических наук Г.Курышева
удалось разработать способы резкого (более чем на порядок
величины) уменьшения плотности поверхностных состояний для
границы раздела InAs-оксид. Это достижение легло в основу успехов
одного из основных направлений института -- разработки и создания
матричных тепловизионных устройств ближнего ИК-диапазона,
представляющего интерес для большого круга применений, в том
числе в медицине. Высокий уровень понимания атомных и электронных
процессов на поверхности и границах раздела полупроводников лежит
в основе крупных достижений института в создании фотоприемных
устройств на системе кадмий-ртуть-теллур (эти работы ведутся под
руководством докторов наук В.Овсюка и Ю.Сидорова) и получении
полупроводниковых систем с отрицательным электронным сродством
(руководитель работ доктор физико-математических наук А.Терехов).
Работы по изучению границы раздела полупроводник-диэлектрик в
настоящее время получили "второе дыхание" в связи с успехами
технологии структур "кремний-на-изоляторе", которые ведутся в
институте в подразделениях доктора физико-математических наук
А.Двуреченского и кандидата физико-математических наук В.Попова.
В частности институт владеет патентами Российской Федерации в
этой области (кандидат физико-математических наук С.Романов и
др.).
Другая крупная проблема, поставленная по инициативе А.Ржанова и
решенная при его непосредственном участии, состоит в развитии
технологии молекулярно-лучевой эпитаксии. В настоящее время
институт является несомненным лидером в этой области. В создание
технологии большой вклад внесен ныне покойным профессором
С.Стениным и его последователями и учениками доктором
физико-математических наук О.Пчеляковым и кандидатом
физико-математических наук А.Тороповым. В настоящее время
развитая в ИФП технология молекулярно-лучевой эпитаксии является
базовой при создании целого ряда приборов микро- и
оптоэлектроники не только в институте, но и на предприятиях
Сибирского региона. Так, совместно с ОАО "Октава" (г.Новосибирск)
создан СВЧ-транзистор с рекордными параметрами по выходной
мощности. Совместно с ГНТП "НИИПП" (г.Томск) получены
высокоэффективные диоды Ганна и разработана элементная база
цифровой GaAs-микроэлектроники. Успешное развитие данных
предприятий по неоднократным отзывам их руководства в немалой
степени зависит от успехов ИФП СО РАН. В нашем институте
квантовые свойства полупроводниковых эпитаксиальных структур
блестяще реализованы при разработке матричных фотоприемных
устройств дальнего ИК диапазона (В.Шашкин, В.Овсюк) и при
создании высокоэффективных поверхностно-излучающих лазеров
(доктор физико-математических наук В.Гайслер).
Особо следует выделить, что наличие в институте современных
технологий молекулярно-лучевой эпитаксии, электронно-лучевой
литографии и ионно-плазменного травления позволило на равных
участвовать в развернувшемся на исходе ХХ века и захватывающем
дух деле создания основ новой физики твердого тела и
полупроводников, включающей мезоскопические и квантовые явления в
системах пониженной размерности (сверхрешетки, квантовые
проволоки, системы квантовых точек и антиточек). На базе структур
GaAlAs-GaAs с высокоподвижным двумерным электронным газом в
институте под руководством профессора Д.Квона разработаны
физические основы нового класса полупроводниковых приборов --
квантовых интерференционных транзисторов, которые могут явиться
основой наноэлектроники в грядущем тысячелетии. Благодаря
успешной работе группы молодых сотрудников, поддержанной
молодежными грантами СО РАН (основной исполнитель -- Л.Литвин),
институт вошел в число небольшого количества организаций в мире,
способных на создание одноэлектронного транзистора на эффекте
кулоновской блокады. Дальнейшие успехи в этом направлении во
многом зависят от успехов другой группы молодых выпускников НГУ
под руководством обладателя стипендии Президента РФ для молодых
докторов наук А.Латышева. Этой группой предложены оригинальные
способы повышения рабочей температуры одноэлектронного
транзистора при использовании эффектов самоорганизации на
атомно-чистой поверхности кремния и уникальных методов
отражательной электронной и сканирующей зондовой микроскопии.
Таким образом, "триада" академика Анатолия Васильевича Ржанова --
физика, технология, приборы -- успешно реализуется в работах его
последователей и учеников уже не одного поколения. Признанием
правильности выбранной им концепции является хорошая стартовая
позиция для развития института в суровых условиях последних лет.
После многочисленных дискуссий Ученый совет одобрил решение
дирекции о создании в институте участков выпуска мелкосерийной
высокотехнологической продукции, реализация которой поможет в
значительной степени решить проблемы дальнейшего развития
институтской технологической базы, требующей переоснащения
дорогостоящим оборудованием, и привлечь новое поколение
исследователей к решению важных и увлекательных задач современной
физики полупроводников и полупроводниковой микроэлектроники.
стр.
|
