Поделиться
Россия приступает к созданию полупроводников в космосе
На МКС уже доставлено российское оборудование для синтеза полупроводников. В рамках единственной в мире программы исследования преимуществ космических условий космонавты проведут два первых тестовых цикла выращивания кристаллической пленки.
Космический синтез полупроводников
Российская установка для синтеза в космосе полупроводниковых материалов методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) прошла все предполетные испытания и отправлена на МКС на грузовом корабле «Прогресс МС-32», сообщил Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) на своем сайте.
Установку разработали в ИФП СО РАН по заказу ракетно-космической корпорации «Энергия». Электронный блок управления разработан и сделан ООО НПФ «Электрон» (Красноярск) по техническому заданию ИФП СО РАН.
«Все элементы установки были разработаны заново: и нагреватель подложки, и молекулярные источники, и механизм передачи подложек — в обычных наземных установках они сделаны иначе», — сказал заведующий лабораторией ИФП СО РАН доктор физико-математических наук Александр Иванович Никифоров.
На данный момент это единственная в мире подобная исследовательская программа, отметили представители института. Похожие исследования проводились в США, но были свернуты после катастрофы шаттла «Колумбия» в 2003 г. В Институте физики полупроводников работы в области «космической» эпитаксии начались в 1996 г.
Первый этап проекта
В рамках проекта «Экран-М», входящего в долгосрочную программу целевых работ на МКС, космонавты установят оборудование и загрузят кассету с шестью подложками. Первый ростовой цикл, по плану, продлится примерно две недели. Всего запланировано два ростовых цикла, рассказал заместитель главного конструктора проекта, научный сотрудник ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Константин Бернгардович Фрицлер.
«В рамках проекта стартует начальная стадия развития технологии молекулярно-лучевой эпитаксии в космосе: отработка оборудования, анализ свойств полученного материала», — пояснил Никифоров.
Для теста был выбран пока наиболее простой и хорошо изученный процесс — гомоэпитаксия, то есть рост кристаллической пленки на подложке того же состава. Синтезироваться будет арсенид галлия — один из самых популярных полупроводников, применяемый в силовой электронике, для изготовления лазеров, фотодиодов, солнечных батарей.
Почему не на Земле
Для метода МЛЭ нужен сверхвысокий вакуум. Чистота вакуума в установках такова, что на миллиард атомов синтезируемого материала не встретится даже один посторонний атом. Земные установки МЛЭ — крупногабаритные, дорогостоящие, сложные в производстве, объяснили ученые.
Для осаждения каждого отдельного химического элемента на Земле нужна собственная вакуумная камера, чтобы не загрязнять ее другими соединениями. В космосе гораздо легче достичь требуемых параметров вакуума и можно использовать одну камеру для осаждения всех элементов.
Кроме того, получение фоточувствительных материалов для солнечных батарей сопряжено с работой с токсичными соединениями, которые в космосе утилизируются автоматически, не причиняя вреда, в отличие от земных условий.
«Новые данные о пилотируемой космонавтике говорят о том, что создание в космосе чистых полупроводниковых пленок методом молекулярно-лучевой эпитаксии — перспективное и в будущем коммерчески востребованное направление», — считает заместитель руководителя научно-технического центра ракетно-космической корпорации «Энергия» им. С.П. Королева (РКК «Энергия») Дмитрий Михайлович Сурин.
Поделиться
Короткая ссылка
