Нанотех / Дозор Фиговского / июль 2013

Одним из реальных путей возрождения российской науки является широчайшее использование знаний и опыта ученых – соотечественников, таких как лауреаты Нобелевской премии Гейм и Новожилов и многих других. Вот последний пример: профессор Николай Котов, профессор университета  Мичигана, ранее химфак МГУ, где в 1990 году получил степень доктора наук, создал материал электроники будущего. Этот материал сделан из золотых пластин и полиуретана и может растягиваться более чем вдвое от изначальной длины, не теряя своих свойств. Ученые использовали электронный микроскоп, чтобы отследить изменения материала при растяжении. Они отмечают, что при растяжении золотые наночастицы выстраиваются в цепь, сохраняя хорошую проводимость, причем этот процесс является обратимым. Наночастицы сделаны специально в лаборатории и имеют очень тонкие оболочки. «Это важно, поскольку обычно оболочка стабилизирует частицы, препятствуя переносу электрона от одной наночастицы к другой», — отмечает Николай Котов. Использование полученного таким образом материала может быть очень широким, но Николай Котов наиболее заинтересован в его применении в медицинских целях. Поиск гибкого материала с хорошей проводимостью будет продолжен учеными, но достижения команды Университета Мичигана это значимый шаг вперед.

Физики из США создали оригинальный «принтер» микросхем.  «С нашим принтером вам не придется быть миллиардером  и вкладывать свои деньги в инструменты, и вы сразу сможете конструировать любые приборы и использовать их на месте. Вам не придется создавать маску или шаблон для каждой его новой версии. В случае с нашим принтером, вы просто заставляете лучи лазера «танцевать» по кремниевой пластине и создавать тот «рисунок», который вам нужен», — заявил Чад Миркин (Chad Mirkin) из Северо-Западного университета в городе Эванстон (США). Изобретение Миркина и его коллег основано на новой технологии изготовления микросхем, изобретенной в 2010 году — так называемой литографии «лучевых перьев». Ее ключевым элементом являются лазерные микроизлучатели, «лучевые перья», способные генерировать чрезвычайно тонкий луч света.

Авторы новой технологии научились разбивать такие лучи на тысячи отдельных потоков при помощи системы микрозеркал и использовать их для удаления «ненужных» частей на кремниевой пластине. По словам физиков, подобный подход позволяет быстро изготовлять прототипы микросхем и других видов наноструктур любых размеров. В отличие от традиционных видов литографии, данный подход не требует изготовления дорогостоящих масок и шаблонов, что значительно сокращает расходы на разработку и «печать» таких микросхем. Используя эту методику, они собрали прототип «принтера» микросхем, умещающийся на письменном столе и не отличающийся по габаритам от обычных печатающих устройств. Для демонстрации работоспособности своего изобретения они «напечатали» с его помощью нанокарту мира на кремниевой пластине. По оценкам ученых, первые коммерческие версии таких принтеров появятся через 2–3 года.

Ученые из Дании и Китая показали, что электронный микроскоп можно использовать для рисования на листе графена произвольных по форме структур. Для создания надписей на листе одноатомного углерода исследователи использовали пучок электронов трансмиссионного микроскопа с энергией в 300 килоэлектронвольт. Заряженные частицы, попадая на графен, выбивают из него отдельные атомы углерода, в результате чего в листе образуются свободные валентные связи. Эти связи заполняются свободными атомами из вакуума, в котором находится образец — на листе образуется дорожка, отличающаяся от окружающего углерода структурой и электронными свойствами

В ходе работы исследователям удалось прочертить на графене линии, напоминающие по форме буквы «N» и «Λ». Диаметр пучка электронов, которые использовались для рисования, составил 2-3 нанометра. По словам ученых, в будущем они надеются уменьшить его до размера отдельных атомов. Ученые рассматривают графен как один из самых перспективных материалов для электроники из-за его уникальной проводимости, прочности и тонкости. Тем не менее, до сих пор одной из важнейших проблем его использования является сложность придания материалу свойств полупроводника. Для этого материал, как показали последние работы, можно поместить на подложку из нитрида бора.

Установку сконструировала группа ученых под руководством Карла Крушельника (Karl Krushelnick) из Мичиганского университета, в ее составе есть несколько выходцев из России — из числа сотрудников Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН). В этом ускорителе луч петаваттного лазера проходит через струю гелия, в результате чего образуется поток электронов. На его пути расположена тонкая металлическая фольга. При столкновении электронов с фольгой в потоке образуются позитроны. Электроны и позитроны далее разводятся по разным потокам при помощи магнитов. Каждый выстрел лазера длится 30 фемтосекунд. Устройство выдает поток позитронов и электронов вместе с гамма-излучением, что похоже на предполагаемый «состав» релятивистских струй плазмы, выбрасываемых нейтронными звездами и черными дырами. Ученые рассчитывают, что этот настольный ускоритель позволит в лабораторных условиях исследовать свойства таких струй, а также проводить другие исследования в сфере физики частиц.

Ранее получение потоков заряженных частиц, в том числе позитронов, требовало огромных установок, таких как Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP), работавший в ЦЕРНе в том же туннеле, где сейчас размещен Большой адронный коллайдер. Но в начале 1980-х годов американские ученые открыли новую методику разгона частиц, в которой ключевую роль играет лазер, превращающий материю в плазму и «выбивающий» из нее электроны. Благодаря этому в последнее время начали появляться «настольные» ускорители.

Ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны, возглавляемые профессором Андрашем Кисом (Prof. Andras Kis), разработали и изготовили опытный образец светочувствительного датчика, поверхность которого состоит из молибденита, соединения серы и молибдена, толщиной в один атом. Проведя испытания опытного образца, ученые обнаружили, что каждый пиксел молибденитового датчика произвел электрический сигнал при уровне освещенности в пять раз ниже, чем требуется кремниевому фотодиоду для производства такого же сигнала. Для того, чтобы выработать определенный электрический заряд молибдениту требуется намного меньший световой поток, нежели кремнию. Зная этот факт, ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), возглавляемые профессором Андрашем Кисом (Prof. Andras Kis), разработали и изготовили опытный образец светочувствительного датчика, поверхность которого состоит не из кремниевых фотодиодов, а из молибденита, соединения серы и молибдена, толщиной в один атом. Проведя испытания опытного образца, ученые обнаружили, что каждый пиксел молибденитового датчика произвел электрический сигнал при уровне освещенности в пять раз ниже, чем требуется кремниевому фотодиоду для производства такого же сигнала.

Молибденит является одним из вероятных кандидатов на замену кремнию в электронике будущего, ведь по некоторым параметрам и электрическим характеристикам он превышает параметры его ближайшего конкурента – графена, формы углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом.

«Сейчас нашей целью является доказательство того, что молибденит является идеальным материалом для использования в светочувствительных датчиках камер будущего» – рассказывает профессор Андраш Кис, – «Молибденитовые датчики позволят делать высококачественные снимки даже в условиях крайне слабого освещения, такого, какой может обеспечить свет звезд в ночном небе».

Я хотел назвать эту статью «Траурные гуляния» — ведь надгробный памятник РАН был уже поставлен 5 июля 2013 года академической общественностью (жаль, что это не все гражданское общество России) в ходе акции перед входом в Государственную думу. Но, согласно законопроекту «О Российской академии наук…», разработавшие его (хотелось бы знать, а кто они?) подразумевают под РАН совокупно академиков, членов-корреспондентов (на переходный период), Президиум РАН, Общее собрание и научные организации (в смысле организационно-правовой формы), но никак не 55 тысяч научных сотрудников, работающих в системе Академии, в то время как научные сотрудники выводятся за пределы ее структуры, организующей научную работу, теряют свой социальный статус и социальную защищенность, их интересы отныне никем (никакой организацией) не представлены.

Если в существующей системе организации науки интересы научных сотрудников (хорошо, плохо ли) защищаются самой структурой Академии, Профсоюзом работников РАН, то по новому законопроекту эти сотрудники лишаются этой формы отстаивания своих интересов, так как даже отделения РАН не будут являться самостоятельным юридическим лицом (ст. 14, п. 3), не говоря уже, к примеру, о Профсоюзе работников РАН. Неужели даже те минимальные социальные гарантии (санаторные путевки детям, возможность лечения, детские сады, школы, жилые дома для молодых ученых, входящие сейчас в структуру имущественного комплекса РАН), обеспечивавшиеся работой профсоюза, в итоге будут ликвидированы как «непрофильные»?

Неужели разработчики закона, депутаты Госдумы и правительство, не понимают, что теперь лучшая часть научных работников получит еще большую мотивацию уехать из России и обеспечить славу американской, европейской, японской … науки. И это должно четко понимать как политическое руководство России, так и ее гражданское общество.

Запись опубликована в рубрике Записки полупостороннего. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>