Транзистор отправят на орбиту

Мэр Москвы Сергей Собянин поздравил столичных ученых с Днем российской науки. Он вручил премию правительства Москвы молодым ученым за 2017 год.

— Сегодня московская наука — это фундаментальные исследования и развитие десятков перспективных отраслей, — сказал мэр. — Это крупнейшие фабрики инноваций России.

В столице трудится треть всех ученых страны, а 43 процента патентов на изобретения выдается именно московским ученым.

— Молодых ученых я хочу поздравить с первыми большими успехами, за которые лучшие из них удостоены премии, — добавил Сергей Семенович.

Среди награжденных двое ученых из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Роман Захарченко и Станислав Шостаченко получили правительственную премию за разработку мощного СВЧ-усилителя на основе нитрида галлия с теплоотводом на основе графена. Однако такое длинное название никак не соотносится с миниатюрностью самой разработки. Размером она два с половиной на два сантиметра. Похожа на обычную сим-карту для телефона, только чуть больше.

— Уникальность в чем? Мы создали сверхвысокочастотный транзистор на основе нитрида галлия — это такой полупроводниковый материал, который позволяет повысить мощность и быстродействие усилителя по сравнению с классическими приборами. И, самое главное, внедрили туда теплоотводящий слой на основе графеносодержащей пленки, — рассказывает инженер-исследователь Роман Захарченко. — Это позволяет эффективно отводить из активной области прибора тепло. Прибор меньше перегревается и может функционировать на более высоких мощностях.

Приведем аналогию. Представьте, что в вашем компьютере стоит очень большой радиатор, который охлаждает приборы и занимает место. Но теперь можно использовать практичное и компактное водяное охлаждение. То же самое и с пленкой графена (новая форма углерода, очень прочен, прозрачен, а также эластичен. Скорость перемещения в нем электронов во много раз больше, чем в кремнии. — «ЮГ»).

— Толщиной она несколько нанометров. Поэтому прибор в размере не увеличивается, но, главное, позволяет ему значительно дольше работать при нормальных температурах, — продолжает ученый.

До этой разработки СВЧ- усилители на пиковых мощностях могли выходить из строя. А с добавлением графеносодержащей пленки предельную мощность можно увеличить.

Разработка ученых из МИФИ, по их словам, будет востребована в телекоммуникационных сетях, в сетях нового поколения, в радиолокации. Такие транзисторы могут работать даже на орбите.

— Во-первых, разработанный усилитель сможет большее количество времени сохранять работоспособность при высоком уровне радиации, — поясняет Станислав Шостаченко. — Во- вторых, у него довольно высокий коэффициент полезного действия, что, условно говоря, позволяет снизить потери на связи спутник — Земля.

Компании, которые занимаются разработкой и производством таких транзисторов, можно сосчитать по пальцам. Пока во всем мире в этой сфере преуспели японцы.

— В нашем центре в институте функциональной ядерной электроники также ведутся опытные работы по созданию графенового транзистора, — говорит Роман. — На нашу разработку мы потратили три года. Были и сложности. Графен достаточно новый материал. Пришлось изучить много отечественной и иностранной литературы, чтобы понять его возможности.

КСТАТИ

Правительственные премии присуждают в 22 номинациях. 11 из них — в области исследований. Остальные — за разработки. Претендовать на нее могут столичные ученые в возрасте до 40 лет. Победители получают один миллион рублей. Между коллективом награда делится поровну.