Ознакомительная версия.
Сегодня мы можем говорить о том, что полупроводниковые гетероструктуры, принципиально основанные на нанотехнологии (получение наноструктур с наперед заданными свойствами), созданы, и сегодня мы уже имеем батареи с коэффициентом полезного действия 30 - 35%, и в ближайшем будущем будем иметь и 40 - 45%. Через 2 - 3 десятилетия этот тип солнечной энергетики станет экономически сравнимым с другими типами получения энергетических мощностей. Таким образом и здесь основой являются нанотехнологии, метод получения гетероструктур, когда мы укладываем атом к атому по тем законам, которые мы считаем нужными для того, чтобы создавать новые типы man made crystals - человеком сделанных кристаллов
Еще одно перспективное направление - водородная энергетика. И здесь, нотехнологии уже начинают использоваться, проводятся серьезные научные исследования. Безусловно нанотехнологии уже играют роль и будут играть все большую роль в разработке и создании топливных элементов, в разработке различного типа мембран.
Среди тех результатов, которые планируется получить в ходе исследований — создание новых осветительных приборов на основе световых диодов и перевод примерно половины осветительных систем в стране на эти приборы, что позволили сэкономить 10% электроэнергии. Крупный шаг вперед возможен в сфере солнечной энергетики на основе конденсаторных батарей.
В области наноматериалов возможно создание самолета будущего с использованием высоко ресурсных углепластиков, а также элементной базы для молекулярных компьютеров. В области экологии возможно будет дожигать угарный газ от автомобиля даже при холодном двигателе. Колоссальных результатов планируется достичь в области диагностики различных заболеваний.
Вероятно, от каких-то отдельных разделом придется отказаться в ходу подробного рассмотрения, однако, более важной задачи в настоящее время нет.
Приоритет - фундаментальным исследованиям
На Втором Международном форуме по нанотехнологиям была впервые вручена Международная премия в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE , учрежденная РОСНАНО. Она присуждалась в номинации "Наноэлектроника". Среди ее лауреатов — академик Леонид Келдыш (Россия), удостоенный награды за пионерские исследования полупроводниковых сверхрешеток и туннельных эффектов в полупроводниках, широко. используемых в технологиях наноэлектронных приборов, особенно — в молекулярно-лучевой эпитаксии. Второй лауреат — профессор Альфред И Чо (США), удостоенный премии за пионерские исследования и разработку технологии молекулярно-лучевой эпитаксии, в особенности — для получения наногетероструктур, их применения в наноэлектронике. Отмечена премией и компания RIBER S . A . (Франция) — за разработку оборудования для молекуллрно-лучевой эпитаксии.
Выбор лауреатов не случаен. Сверхрешетки — один из основных элементов, а туннельный эффект — одно из явлений, использующихся в современной наноэлектронике. Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) — ее базовая технология. Фирма RIBER S . A . была пионером в разработке первых промышленных установок. И уже несколько десятилетий выпускает высококлассное оборудование для МЛЭ. В настоящее время ей принадлежит около 70% мирового рынка.
На примере работ лауреатов хорошо прослеживается связь между фундаментальными, прикладными исследованиями и производством. Эта связь, очевидная для исследователей и разработчиков новой техники и технологий; не всегда понятна более широкой публике.
Основополагающие теоретические работы по туннельному эффекту и сверхрешеткам были сделаны в конце 50-х — начале 60-х годов прошлого века, В начале 70-х были выполнены первые исследования по МЛЭ гетероструктур GaAs / AIGaA . И только когда технология достигла определенного уровня, стало' возможным изготовление высококачественных сверхрешеток и других элементов квантовых устройств наноэлектроники..
В 70-х технология МПЭ начала внедряться в промышленность. С конца 70-х компания RIBER начала поставлять установки МПЭ сначала исследовательским лабораториям, е. затем — и промышленности. Примерно в это же время были разработаны первые советские установки МЛЭ и в 80-е годы было освоено их серийное производство. К сожалению, в последние десятилетия эта отрасль промышленности в России была разрушена.
Для того чтобы технология и разработки устройств наноэлектроники достигли современного уровня, потребовалась активная работа в этом направлении нескольких поколений ученых и инженеров различных специальностей, а также технологов. Таким образом, имеется неразрывная связь всей цепочки "от идеи до машины". А процесс освоения новой техники и технологий может занять весьма длительное время.
Здесь уместно привести высказывание британского физика Д.Портера, что все научные исследования — прикладные, только одни приложения возникают быстро, а другие реализуются через несколько десятилетий.
Следует подчеркнуть, что цепочка, о которой шла речь, начинается с фундаментальных исследований. Их результаты лежат в, основе дальнейших разработок технологий, приборов и устройств. Поэтому фундаментальные исследования нуждаются в первостепенном внимании и поддержке.
Мои коллеги по научному и мировому сообществу в последнее время прежде всего обсуждают такие важнейшие проблемы, как проблему устойчивого развития нашей планеты, глобального потепления, создания чистых современных энергетических технологий. Недавно по этому поводу был проведен специальный симпозиум нобелевских лауреатов в Потсдаме в октябре этого года. Важнейшей проблемой, которая обсуждалась на этом симпозиуме, наряду с указанными мною, была проблема устойчивого развития нашей планеты.
И в этой проблеме устойчивого развития нашей планеты важнейшей является проблема так называемого бокала шампанского.
Я впервые услышал этот термин на этом симпозиуме. Если мы посмотрим на этот бокал, то вот верхняя его часть, куда наливается шампанское, это бокал отражает распределение доходов между десятью процентами, самой богатой группой населения, и десятью процентами, самой бедной. Вот в верхней части, куда шампанское наливается, 87 процентов доходов в мире принадлежит этой десятипроцентной группе. А вот в тонкой ножке, которая и поддерживает этот бокал, десять процентов самых бедных, 1,4 процента общих доходов.
Эта ситуация отражает на самом деле положение между доходами стран золотого миллиарда, высокоразвитых стран, и глубокой бедности подавляющего населения остального мира. Сегодня, к сожалению, в мировой прессе иногда и Россию относят к развивающимся странам. И в России известно, что это соотношение 30 к одному, а может быть даже больше.
В Советском Союзе это соотношение было четыре с половиной к одному. В развитых, передовых странах это восемь, десять. И сегодня это соотношение для Швеции и Белоруссии примерно пять к одному.
Для нашей страны одной из важнейших задач в экономике всегда: и в советское время, и в послесоветское, и нынче было решение основной экономической проблемы - чтобы доход на душу населения, валовой продукт - ВВП на душу населения был таким же, как в передовых, развитых странах.
Сегодня, если мы посмотрим на эту картину, мы отстаём от передовых стран в пять-семь раз. Увеличивая производство сырьевых ресурсов, увеличивая глубокую переработку, совершенно очевидно, что абсолютно нереально догнать передовые страны, идя по этой дороге. И единственная дорога для решения основной экономической проблемы нашей страны - это создание и развитие экономики знаний, это развитие экономики, основанной на достижениях науки и наукоёмких технологий.
Ознакомительная версия.
