Техника - молодёжи 2011-02, страница 4![]() Top science 2011 №02 ТМ Нано - это не размер, а свойстваНобелевская премия по физике присуждена нашим соотечественникам, сумевшим реализовать свой потенциал лишь за рубежом. Это многих расстроило, но мало кого удивило. Все, от ректора университета до прохожего на улице, сходятся в том, что российская наука до сих пор находится в тяжёлом состоянии Но раздающиеся иногда на этом фоне утверждения, что мы вообще ничего уже не в состоянии сделать, - это явный «перегиб». Ещё в №2 за 1988 г. наш журнал опубликовал статью об одноэлектронике-это была одна из первых публикаций в отечественных СМИ. С тех плр российские учёные лидируют в этой области физики наноструктур. Возвращаясь к теме, представляем вашему вниманию интервью со старшим научным сотрудником Лаборатории криоэлектроники МГУ им. М. В. Ломоносова Владимиром Александровичем Крупениным, возглавляющим груш у исследователей, которая работает в одноэлектронике свыше полутора десятков лет. - Владимир Александрович, как бы вы охарактеризовали место вашей тематики в общей системе нанотехнологи-ческих исследований и разработок? - Модное название «нанотехноло-гии» очень обширно и почти столь же неудачно. К ним относят и технологии производства наноматериалов, в том числе и таких, как «нанобетон» и «на-ноасфальт», и технологии изготовления сложных наноразмерных объектов квантовой электроники. То, чем мы занимаемся, относится к мезоскопичес-кой физике1, или физике наноструктур. С начала 1990-х гг. наша группа занимается разработкой, изготовлением и исследованием оригинальных объектов, которые не просто выглядят как «нано» в электронном микроскопе, а ещё и обладают интересными или уникальными характеристиками как электронные устройства. И их свойства для нас важнее, чем их размер. Впрочем, если интересны размеры: 1993 г. в некоторых структурах мы уже достигали характерных размеров 6080 нм, сейчас же можем продемонстрировать размеры элемента структуры в 10-20 нм. Одноэлектроника как область мезо-скопической физик]! родилась в стенах физфака МГУ в середине 1980-х. Можно сказать, что наноэлектроника начиналась с одноэлектроники, поскольку первые экспериментальные исследования (1987) потребовали изготовления структур с размерами элементов 100 нм и менее. (Для справки: «Intel» перешагнула барьер 1000 нм в 1989 г.). Этой структурой был одноэлектронный транзистор, который, как и другие од-ноэлектронные структуры, относится к принципиально новым устройствам квантовой электроники. Их принцип работы основан на явлении макроскопического квантового туннелирования электронов или Куперовских пар2 -в случае сверхпроводников. Если сказать просто, в одноэлектронике элементарные носители заряда работают поштучно, а не коллективно. Интенсивное исследованиеодноэлек-тронных структур в 1990-х гг. существенно обогатило экспериментальную базу исследовательских лабораторий. Возникла необходимость использования методов и технологического оборудования микроэлектроники, строительства «чистых комнат» и создания технологического цикла изготовления наноструктур - сейчас практически любой западный университет обладает такой научно-производственной инфраструктурой. Появившиеся возможности создания наноразмерных объектов привели к интенсивному развитию методов их изготовления и выходу исследований и применений далеко за пределы одноэлектроники. На сегодняшний день размеры одно-электронных структур, изготавливаемых традиционными методами микроэлектроники (электронная литография, напыление, травление и т.п.) уменьшились с сотни до десятков и даже единиц нанометров. Их рабочая температура с десятков милликельвин дошла до температуры жидкого азота (77К) и, в единичных экспериментах, до комнатной. С их помощью проведено множество уникальных экспериментальных исследований. - Можно ли говорить о «соперничестве» одноэлектроники и традиционной полупроводниковой электропики? - Правильнее говорить не о соперничестве, а о взаимном влиянии и обогащении. В 90-х гг. прошедшего века учёные, занятые исследованием наноструктур, предрекали полупроводниковой электронике если не смерть, то большие проблемы после достижения рубежа 100 нм. Но, как видно теперь, они ошиблись. Рубеж передвинут к 10 нм. Интенсивные научные исследования наноструктур сильно подтолкнули микроэлектронную промышленность, а сегодня её успехи стимулируют исследовательскую деятельность, обеспечивая усовершенствованным и вновь созданным оборудованием, необходимым для разработки новых методов из- 'Мезоскопическая физика - раздел физики, в котором рассматриваются свойства систем на масштабах, промежуточных между макроскопическим и микроскопическим (от единиц нанометров до единиц микрометров). С физической точки зрения эти системы характеризуются тем, что их поведении существенную роль играют квантовые эффекты. гКунеровская пара - особое связанное состояние двух электронов при низких температурах в сверхпроводниках. 2 |