Микроэлектроника: «экстрим» не предлагать?

Ученые НАН придумали метод создания супергладкой оптики

Судьба уникальной разработки волнует только ученых

Предельно гладкая поверхность некоторых элементов оптики и микроэлектроники — заветная мечта создателей современных приборов. Но даже после самой тщательной механической полировки кварцевые пластины и оптические стекла выглядят на мониторе мощного микроскопа, словно горный массив. Впрочем, это не производственный брак. «Ущелья» и «вершины» на зеркальной поверхности, заметные при большом увеличении, предусмотрены стандартом, и высота микронеровностей, составляющая два нанометра, до сих пор считалась высоким уровнем качества обработки.

Но жизнь не стоит на месте, и сегодня возникла потребность эту планку поднять. Причем, чтобы выйти на уровень «экстремальной», как ее называют, оптики, необходимо было разработать технологии, позволяющие сглаживать поверхность предельно быстро. Именно этого и удалось добиться ученым Научно-практического центра по материаловедению Национальной академии наук Беларуси. Созданные ими технология и экспериментальное оборудование обеспечивают практически полное устранение неровностей.

Используя вакуумные ионно-лучевые источники собственной разработки, ученые заполняют нановпадины зеркального слоя поверхности ионами оксида алюминия и одновременно потоком ионов кислорода срезают все выступы. Качество обработки контролируется с помощью атомно-силового микроскопа, и в результате высота микронеровностей может составить исчезающе малую величину — всего несколько ангстрем, то есть гораздо меньше 1 нанометра.

— Такое высокое качество зеркальной поверхности позволит, например, резко повысить точность работы кольцевых лазерных гироскопов — оптоэлектронных приборов для измерения угловой скорости, которые применяются в системах инерциальной навигации, — поясняет главный научный сотрудник лаборатории физики магнитных пленок НПЦ по материаловедению НАН Беларуси Александр Стогний. — В резонаторе такого гироскопа два лазерных луча, миллионы раз отражаясь от зеркал, бегают по кругу в противоположных направлениях, создавая так называемые интерференционные полосы. Они реагируют на малейшие перемещения, например, автомобиля, на котором установлены такие навигационные системы, и позволяют бортовому компьютеру с высокой точностью фиксировать все действия и маневры водителя, помогают ему ориентироваться в пространстве. Чем выше качество зеркал, тем меньше рассеивается отраженный луч и, тем самым, лучше качество навигации. А сам гироскоп, оснащенный «нано¬гладкими» зеркалами, можно сделать гораздо более компактным. Для миниатюрных транспортных систем, например сверхмалых беспилотных летательных аппаратов или мини-роботов, это особенно важно. В некоторых странах, в США например, портативные гироскопы прикрепляют даже к ошейникам домашних собак, к детским коляскам, чтобы иметь полное представление о том, где находится объект наблюдения и по какому маршруту движется. Понятно, что и здесь миниатюризация также важна. Впрочем, оптика — это не единственное возможное приложение нашей технологии. Не менее весомый эффект может дать ее использование в микроэлектронике, например, при подготовке поверхностей к нанесению слоя магнитного материала, при производстве спин-холловских датчиков, спиновых транзисторов, магнитоэлектрических преобразователей, магнитоплазменных кристаллов и других деталей, демонстрационные образцы которых мы уже изготовили и не раз показывали на выставках.

Так получилось, что к реализации этой научной разработки, хотя она и выполнялась по Государственной программе научных исследований «Нанотехнология», отечественная промышленность не была готова. Поэтому ученые охотно отозвались на предложение о творческом сотрудничестве, поступившее от коллег из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе Российской академии наук (Санкт-Петербург), которым требовалось выйти на такие же показатели при выполнении своего проекта. Правда, на базе белорусской лабораторной установки, способной сегодня производить несколько десятков изделий в день, промышленное оборудование создать не удалось, так как это требует больших средств, а россиянам в финансировании проекта было отказано. Тем не менее партнеры поддерживают контакты и рассчитывают, что совместно удастся развить такую интересную область приложения белорусской технологии, как выращивание пленок нитрида галлия на сапфире.

Этот замечательный материал с трудом внедряется в микроэлектронике из-за собственных дефектов роста, а предложенная белорусами технология как раз дает возможность устранять эти изъяны. К совместным экспериментам, целью которых будет получение перспективного материала не только для микроэлектроники, но и твердотельных лазеров, исследователи приступают уже в октябре этого года и рассчитывают на успех.

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
3.13
Загрузка...
Новости