Кристалл GaSe, легированный серой (СФТИ, Томск)
- Смотря какого. Природный минерал получить просто - приезжаете на его месторождение и выкалываете пласт молибденита из лежащей под ногами породы. Для микро- и наноэлектроники необходимо несколько иное. Принципиально важны высочайшая химическая чистота и структурное совершенство кристалла на атомарном уровне. Только тогда становится возможным проявление тех специфических электронных свойств, которые ожидаются для двумерной кристаллической решетки молибденита. Такой молибденит полупроводникового качества может быть получен либо при выращивании искусственных объемных кристаллов, либо методами эпитаксиальных технологий. Насколько мне известно, оба указанных подхода сейчас активно разрабатываются, и результаты исследований следует ожидать в ближайшие годы. Методы выращивания монокристаллов слоистых сульфидов давно известны, однако их надо адаптировать применительно к молибдениту. В частности, необходимы сверхчистые реактивы молибдена и серы, требуется точное поддержание заданного соотношения молибдена и серы в выращиваемом кристалле, нужно изолировать растущий кристалл от воздушной атмосферы, необходимо разобраться с возникающими при росте дефектами. На все это требуется время. Те же проблемы и с эпитаксиальными высоковакуумными технологиями.
- Если говорить об электронике на молибдените - чем она будет отличаться от электроники на кремнии?
- Если такая электроника будет, то она будет не "лучше" или "хуже", она будет просто "иная". Первопричина состоит в главной особенности слоистых материалов. Пусть вы знаете электронные свойства объемного графита или молибденита. Допустим, что после этого вы справились с задачей аккуратного отделения индивидуального атомного слоя и получили графен или слой молибденита. Так вот электронные свойства такого слоя могут быть принципиально другими по сравнению с характеристиками объемного материала! В частности, вместо полупроводника можно увидеть свойства металла или полуметалла. Резко меняются свойства носителей заряда. Многие привычные параметры объемного кристалла вообще теряют физический смысл. В качестве упражнения попробуйте определить цвет или плотность графена. Графит черный, а графен прозрачный!
- Какие исследования в области полупроводников для электроники ведутся в России? Например, какие материалы изучают в вашем институте?
- В настоящее время в России в той или иной мере исследования ведутся по всем основным направлениям физики полупроводников. Отмечу, однако, что постепенно спектр исследований в России по сравнению с мировым уровнем сужается из-за малой численности ученых и ограниченных финансовых ресурсов. Наш институт является одной из лидирующих исследовательских организаций в области физики полупроводников. Здесь ведутся исследования самых разных полупроводниковых материалов, включая известные кремний, германий, арсениды галлия и индия. Однако этим набором спектр материалов не ограничивается. В последние годы мы занимаемся методами синтеза графена и родственных ему материалов, узкозонными материалами класса теллуридов, целым спектром нелинейнооптических кристаллов, методами получения наноразмерных пленок металлов и диэлектриков. То есть спектр исследуемых материалов весьма широк. Что касается исследований именно графеноподобных материалов, то только в нашей Лаборатории оптических материалов и структур в настоящее время исследуются такие слоистые материалы, как кристаллы GaSe и GaS, применяемые в нелинейной оптике инфракрасного диапазона, топологические изоляторы Bi2Se3 и Bi2Te3, оксидные слоистые кристаллы α-MoO3, WO3, V2O5, шеелиты ZnWO4 и CdWO4. Некоторые кристаллы из этого набора показаны здесь на картинках. Все эти вещества крайне своеобразны и интересны. Они очевидно не претендуют за замещение кремния в микроэлектронике, но эти функциональные кристаллы за счет сопряжения с традиционными материалами резко расширяют возможности приборостроения, в том числе и на уровне наноэлектроники.
- За изучение свойств графена в прошлом году дали Нобелевскую премию. Можно ли ждать, изучение свойств молибденита тоже будет отмечено этой высокой наградой?
Слоистая структура кристалла GaSe в электронном микроскопе (ИФП СО РАН, Новосибирск)
- Два раза за один и тот же эффект давать Нобелевские премии не принято, так что такая премия за исследования молибденита крайне маловероятна. Не думаю, что в этом материале найдут что-то принципиально новое по сравнению с эффектами, свойственными слоистым полупроводниковым кристаллам в целом.
Если оценивать общую вероятность получения в ближайшие десятилетия Нобелевской премии учеными из России, а такая тема всегда возникает в связи с Новоселовым, то отношусь к этому крайне скептически. Если помните, то в Россию такие премии вообще не попадали за достижения в передовых технологиях. Обычно такого рода признание происходило в режиме постфактум, как это было в частности при получении премии Ж.И. Алферовым, то есть много лет спустя после собственно демонстрации полупроводникового лазера. Общий достаточно высокий уровень науки в России был создан за несколько десятилетий после Великой отечественной войны и создан во многом благодаря высочайшим стандартам школьного и вузовского образования. В настоящее время наука держится силами ученых, получивших образование в так называемую брежневкую эпоху. В последние двадцать лет после Перестройки стандарты вузовского и особенно школьного образования неуклонно снижаются. Сюда нужно добавить крайне низкую технологическую и аналитическую оснащенность большинства исследовательских лабораторий России, однозначно слабое финансирование. Есть еще целая совокупность второстепенных механизмов, снижающих эффективность исследовательского процесса в России. Все эти факторы в совокупности делают малой вероятность получения Нобелевской премии в области прорывных нанотехнологий учеными, работающими в России.
- В целом, как вы оцениваете результаты, изложенные в статье?
- Молибденит никогда не заменит кремний в микроэлектронике. Однако данный новый материал вполне способен расширить рамки возможного в наноэлектронике вообще. Суть рассматриваемой статьи состоит в том, что авторам удалось отделить монослой молибденита с площадью, достаточной для создания работоспособной приборной структуры. Это хорошее достижение, но не более. Для меня очевидно, что успех данного эксперимента в первую очередь обеспечивался имеющимся у авторов оборудованием высочайшего класса. В результате удалось отделить слой молибденита, осуществить манипулирование такими слоями и закрепить их на подложке, создать качественную электродную структуру для контакта. В принципе ничего волшебного, просто данная работа была выполнена на уровне наноискусства.
Кафедра Ваннаха: Постиндустриальный мир
Автор: Ваннах Михаил
Опубликовано 11 марта 2011 года
Когда мы хотим разобраться в мире, в котором живем, одно из важнейших понятий, которые нам предстоит осознать - это понятие постиндустриального общества. Все мы знаем, что живем именно в нем. Но вот четкого, ясного и простого определения постиндустриальной фазы развития, увы, экономические и общественные науки нам не предлагают.
Чаще всего постиндустриальное общество отождествляют с современным этапом технологического развития. "Зеленая революция" в сельском хозяйстве, трансплантация в медицине, генная инженерия в биологии, а в технике - цифровая революция. Ее обычно ставят на первое место. Отождествляют постиндустриальное общество с обществом информационным, компьютерным. Это, конечно, верно. Все мы знаем, какую роль компьютеры играют в нашей жизни, даже в железной лавочке, торгующей хлебом, и работающей без кассового аппарата. Представительница поставщика проверяет ассортимент этого торгового предприятия по цифровому планшету, и на нем же формирует заказ следующей порции товара, а это предельный случай современного бизнеса... Выше над ним - магазины, кассы которых представляют уже компьютеры недавних поколений, работающие в сугубо современных сетях.
Но вот исчерпывают ли компьютеры понятие информационного общества? И сводится ли к нему социум постиндустриальный? Что тут первично - яйцо или курица? Для ответа на эти вопросы попробуем воспользоваться сугубо компьютерным приемом. Исследуем модель, но не глобальную модель экономики, впитывающую в себя терабайты мировой статистики и прогоняемую на суперкомпьютерах, подсаживающих питание целого района, а рожденную воображением писателя.
История писателя Андрея Круза - интересный пример работы литератора в информационном обществе. Первые его тексты появились не на бумаге, а в Сети. Причем - сугубо в открытом доступе. И через некоторое время Круза начали не только читать, но и издавать на бумаге. Немаленькими (насколько можно судить по распространенности бумажных книг у молодежи) тиражами. Книги Андрея Круза - остросюжетные фантастические боевики. Выделяет их абсолютно достоверное (даже когда речь идет о вымышленных событиях) описание сугубо реальных и узнаваемых пейзажей и объектов российской глубинки, а также профессиональное описание стрелкового оружия и его применения. Последнее делает книги Круза очень подходящим подарком для мальчиков, которым предстоит служба в армии. Это в какой-то мере может скомпенсировать отсутствие в школах начальной военной подготовке, да и приучит к чтению. По неясным причинам пара наиболее распространенных специализированных на фантастике изданий внимания книгам Круза не уделяет.
