Полупроводниковые инновации

На торжественном заседании ученого совета, посвященном шестидесятилетию Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН ведущие российские ученые, представители власти и промышленности рассказали о взаимодействии с НИИ, обозначили важнейшие достижения, отметили основополагающую роль основателя Института академика Анатолия Ржанова в развитии научного центра.

Директор ИФП СО РАН академик Александр Васильевич Латышев подчеркнул, что результаты Института всегда были востребованы промышленностью, и в особенности сегодня, когда полупроводниковые инновации определяют развитие современного цифрового мира.

О том, что прогресс в области физики полупроводников важен для всех существующих индустрий, говорил и старейший сотрудник ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Игорь Георгиевич Неизвестный. Он сказал, что юбилей — это и повод вспомнить лидеров, заложивших научный фундамент института, и мотив настроиться на дальнейший рост: «Хочу поздравить вас, пожелать новых успехов в развитии нашей любимой полупроводниковой науки и техники! Ура Институту!».

Главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ИФП СО РАН академик Александр Владимирович Чаплик провел параллель с живыми системами, заметив: «Как и большинство высших организмов (эукариот), Институт произошел в 1964 году в результате объединения двух начал — Института физики твердого тела и полупроводниковой электроники (ИФТТиПЭ СО АН), который возглавлял Анатолий Васильевич Ржанов, и Института радиофизики и электроники (ИРЭ СО АН), директором его был Юрий Борисович Румер. Объединенный коллектив сначала был сконцентрирован на исследовании поверхности полупроводников, а затем, в один прекрасный день (считаю, что день был именно прекрасный) А.В. Ржанов привёз в институт новую тематику — предстояло заняться получением и исследованием тонких полупроводниковых плёнок. Решение оказалось провидческим, и коренным образом изменило как судьбу Института, так и его положение в мировой науке.

Постепенно плёнки становились настолько совершенными в структурном отношении, такими тонкими, что в них стали проявляться квантовые эффекты: возникла новая область, получившая название “физика низкоразмерных систем”. Сначала двумерных, затем одномерных — квантовых проволок, нульмерных – квантовых точек. Для этих объектов появилось и название — наноструктуры. Оно быстро стало популярным, Институт развивался и занял прочную позицию в научном сообществе, публикации наших сотрудников начали всё чаще цитироваться, специалисты стали известны во всем мире.

Фундаментальные результаты в этой области важны не только для физики твердого тела, но и для физики в целом: открылся ряд новых, необычных явлений, связанных с пониженной размерностью, “посыпались” и Нобелевские премии. Поэтому я могу сказать: мы на правильном пути, двигаемся в правильном направлении и можем с оптимизмом смотреть в будущее, несмотря ни на что».

Победитель от рождения

Александр Латышев акцентировал внимание на том, что Институт физики полупроводников, как и Сибирское отделение Академии наук, и Новосибирский научный центр, создавался поколением победителей в Великой Отечественной войне.

Основатель и первый директор Института академик Анатолий Васильевич Ржанов был одним из представителей героического поколения. Он попал на фронт студентом пятого курса, проявив немалую настойчивость (ему отказывали из-за белого билета по состоянию здоровья), служил в разведроте, участвовал в наступлении, направленном на полную ликвидацию блокады Ленинграда в 1943 году. За этот бой А. В. Ржанов награжден Орденом Отечественной войны. В бою молодой офицер получил контузию и был демобилизован.

Затем, несмотря на сложный период выздоровления, Анатолий Васильевич поступил в аспирантуру Физического института Академии наук СССР и приступил к работе над кандидатской диссертацией, связанной с исследованием сегнетоэлектриков. После защиты, по предложению президента Академии наук академика С.И. Вавилова, Анатолий Ржанов начал заниматься полупроводниками, а в 1951 году возглавил одну из четырех исследовательских групп, создавших первый в стране германиевый транзистор.

Так складывался путь будущего академика, и в 1962 году он приехал в Новосибирск и приступил к «выращиванию» НИИ (тогда он назывался «Институт физики твердого тела и полупроводниковой электроники»), которому предстояло работать в весьма молодой на тот момент научной области.

«Анатолий Ржанов определил направления и задачи НИИ: работы с поверхностью и границами раздела полупроводников, исследование тонких полупроводниковых плёнок и разработка физических основ полупроводниковых приборов, что в точности соответствует тому, чем занимаются сегодня, и то, в чём институт преуспел. Поэтому можно только удивляться, как человек мог понять, какие технологические, научные тренды будут через много лет, и правильно направить институт.

Среди ключевых задач Анатолий Васильевич сформулировал, во-первых, достижение мирового уровня работ в области полупроводниковых низкоразмерных систем. Во-вторых, создание кафедры физики полупроводников в Новосибирском госуниверситете и кафедры микроэлектроники в Новосибирском электротехническом институте (сегодня — НГТУ НЭТИ). В-третьих, организацию взаимодействия с предприятиями электронной промышленности. В-четвертых, за короткий срок предстояло сформировать мощный творческий коллектив учёных, инженеров, способных выполнять фундаментальные, а на их основе и прикладные исследования», — подчеркнул Александр Латышев.

По истечению шести десятилетий, полученные наработки Института физики полупроводников позволяют оценить гениальную проницательность академика Ржанова — отметила заместитель губернатора Новосибирской области Ирина Викторовна Мануйлова: «Для того, чтобы сделать большое стоящее дело, нужен коллектив, его нужно собрать, поставить задачи, определить векторы развития — в этом величие основателей многих институтов, в том числе и Анатолия Васильевича Ржанова. Бесспорно, предвидение важных направлений играет ключевую роль в деятельности ИФП СО РАН на протяжении уже нескольких десятилетий, и не случайно институт — ведущий центр развития микроэлектроники России».

Директор ИФП СО РАН напомнил, что важным этапом было создание специализированного термостатированного корпуса: строительство чистых помещений – критически необходимых для полупроводниковых исследований. Руководителем работ по проектированию и возведению был Игорь Георгиевич Неизвестный, и сейчас в корпусе выполняется очень много работ, специализированное здание не единожды оправдало свое существование.

Выдающихся ученых, сформировавших облик Института, как ведущего научного центра, очень много — вот лишь некоторые из них:
- член-корреспондент РАН Сергей Васильевич Богданов, приехавший в 1963 году из ФИАНа, занимавшийся направлением акустооптики и акустоэлектроники, по этой тематике были получены первые государственные премии в ИФП СО РАН;
- член-корреспондент РАН Константин Константинович Свиташев, второй директор ИФП СО РАН, инициировавший работы по эллипсометрии, фотонике, фотоэффекту, созданием фотоприемных, тепловизионных устройств;
- доктор физико-математических наук Сергей Иванович Стенин — вдохновитель и создатель направления молекулярно-лучевой эпитаксии,
- доктор физико-математических наук Виктор Николаевич Овсюк, который занимался исследованием атомных и электронных процессов на поверхности твердых тел, получивший в составе коллектива авторов за этот цикл работ Государственную премию,
- член-корреспондент РАН Виктор Яковлевич Принц, талантливый ученый. Ему принадлежит множество блестящих идей, одна из них: принц-технология ―способ формирования трехмерных наноструктур, основанного на отделении тонких напряженных полупроводниковых пленок от подложки,
- доктор физико-математических наук Борис Зейликович Ольшанецкий, проводивший экспериментальные исследования методом дифракции медленных электронов и обнаруживший, что на поверхностях кремния и германия при изменении температуры возникают обратимые фазовые переходы — меняется поверхность кристалла при отсутствии изменений в объеме.

Свет будущего: новые технологии в области фотоники

Значительная часть современных разработок ИФП СО РАН связана с фотоникой, Институт не уступает мировым научным центрам, некоторые достижения находятся на границе теоретического предела.

«В нашем Институте сделаны мощные широкополосные сверхвысокочастотные фотодиоды, востребованные в телекоммуникационных системах нового поколения; миниатюрные лазеры с вертикальным резонатором, нужные в стандартах частоты атомных часов; источник и детектор одиночных фотонов для систем защищённой квантовой связи. Создание источника одиночных фотонов — “лампочки”, испускающей один фотон, а затем и приемника, способного его зафиксировать — задачи на границе теоретического предела нанофотоники, и они были решены», — констатировал Александр Латышев.

«Сегодня в ИФП СО РАН подготовленный, высокопрофессиональный коллектив: академики, члены-корреспонденты, 85 докторов наук, 148 кандидатов и очень большая команда молодых сотрудников. Поэтому серьёзные научные школы, сложившиеся в институте, получают продолжение, поддержку — молодые ребята набираются опыта, и у них появляется возможность реализовать свои идеи», — продолжила Ирина Мануйлова.

Председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Николаевич Пармон заметил, что Институт физики полупроводников полностью выполняет цикл, необходимый для развития науки и технологий: фундаментальные и прикладные исследования, выпуск наукоемкой продукции: «Очевидно, что академик Анатолий Васильевич Ржанов был именно тем человеком, который смог объединить всё хорошее от двух институтов, в результате получился успешный научный центр — один из бриллиантов короны Сибирского отделения Российской академии наук. ИФП СО РАН в полной мере олицетворяет треугольник Лаврентьева — наука, образование, производство — и является наиболее серьезным российским институтом в области современной микроэлектроники, в части фундаментальных исследований.

Как бывший сотрудник и руководитель Института катализа СО РАН, могу сказать, что ИФП СО РАН дает задачи и для многих других НИИ, прежде всего химических. Центр коллективного пользования ИФП СО РАН “Наноструктуры”, созданный при участии ИК СО РАН — единственный в России ЦКП по электронной микроскопии».

Анатолий Ржанов обладал не только даром научного предвидения, но и был хорошим бизнес-стратегом, как сказали бы сегодня. Название «Институт физики полупроводников» придумал именно он, и вот что написано в его воспоминаниях: «…Я использовал это объединение [двух институтов: ИРЭ СО АН и ИФТТиПЭ СО АН – прим. авт] для решения еще одной задачи. Дело в том, что название “Институт физики твердого тела и полупроводниковой электроники”, было предложено не мной, это название еще до моего появления в Сибирском отделении принял Президиум Сибирского отделения, кажется, по предложению Будкера. Мне название не нравилось, хотя бы уже потому, что есть такая примета, — институты с длинными названиями долго не живут, а здесь оно было чрезмерно длинным. Поэтому я использовал фактор объединения, чтобы институт объединенный был назван короче: “Институтом физики полупроводников”. Пришлось посражаться немножко, в частности, с академиком Котельниковым, но, в конце концов, мне удалось настоять, и, по-моему, с 1964 года институт стал так называться».

Сейчас мы можем оценить способность академика Ржанова «увидеть будущее» — верно расставленные им приоритеты дали старт успешному научному центру.

Пресс-служба ИФП СО РАН

Фото Владимира Трифутина