Новая лаборатория широкозонных материалов и приборов на основе оксида галлия будет создана в НИТУ «МИСиС». Заявка на создание лаборатории стала победителем девятого конкурса на получение мегагрантов Правительства РФ и также поддержана грантами РНФ. Основным направлением работы станут исследования и использование широкозонных материалов в интересах современной электроники и оптоэлектроники.
Широкозонные полупроводники играют всё бОльшую роль в передовых технологиях. При этом Россия отстает от мировых лидеров в этой отрасли. Новые экспериментальные подходы обеспечивают быстрый переход от планарных светодиодов большой площади к микро- и наносветодиодам, используемым в системах дополненной реальности, оптической микроскопии за пределами дифракционных ограничений, систем оптической связи, УФ-лазеров и светодиодов. Широкозонные материалы нового поколения также определяют лицо силовой электроники XXI века в приложениях, связанных с электромобилями, электропоездами, с распределительными системами, коммутирующими сети высокого и низкого напряжения. Здесь очень большие надежды связаны с приборами на основе нового широкозонного материала — оксида галлия и его твёрдых растворов.
НИТУ «МИСиС» имеет большой опыт в исследовании структур и электрических свойств полупроводниковых материалов и приборов, накопленный с момента основания кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников в 1970 году. В настоящее время научный коллектив будущей лаборатории активно сотрудничает с университетом Корё (Южная Корея), Университетом Осло (Норвегия), университетом Флориды, Институтом Иоффе (Санкт-Петербург), Томским университетом, Курчатовским институтом и др. Лаборатория станет российским координационным центром для исследований фундаментальных свойств и физики устройств на базе широкозонных материалов: оксида галлия, нитридов третьей группы, алмаза, карбида кремния и тд. В частности, в ближайшем будущем усилия будут сосредоточены на комплексных исследованиях системы оксида галлия.
«Научно-исследовательской целью данного проекта является достижение понимания того, как высокие концентрации точечных дефектов и связанные с ними упругие напряжения в широкозонных полупроводниках на основе оксида галлия могут позволить преодолеть основные недостатки системы оксида галлия: низкую теплопроводность, отсутствие примесей или дефектов, создающих эффективную дырочную проводимость, выраженный полиморфизм, сильную метастабильность свойств. Все это на данный момент замедляет внедрение приборов на основе оксида галлия в реальные электронные и оптоэлектронные устройства и мешает коммерциализации технологий на основе данного материала», — рассказал руководитель лаборатории, к.т.н., профессор кафедры ППЭ и ФПП НИТУ «МИСиС» Александр Поляков.
По словам исследователей, использование оксида галлия не ограничивается мощными устройствами и оптоэлектроникой, этот материал представляет большой интерес для разработки газодетекторов и биосенсорики.
«Можно ожидать, что в ближайшие пару лет отрасль оксидов галлия в России ждёт подъём, а исследования свойств материалов и приборов на их основе будут актуальны. Таким образом, создаваемая лаборатория, обладая многолетним опытом и пользующаяся международным авторитетом, будет играть значительную роль в таких разработках», — подчеркнул Александр Поляков.
Создание новой лаборатории положит начало формированию международного центра исследований и работ по созданию материалов и приборов на основе широкозонных материалов в России, а также в качестве одного из важных центров подготовки специалистов в данной области.
