Новосибирские физики участвуют в разработке уникального оборудования для развития российской микроэлектроники

Как рассказал директор ИЯФ СО РАН академик Павел Логачёв, специалисты института планируют восстановить технологический накопительный комплекс (ТНК) в Зеленограде. Он уточнил, что ИЯФ СО РАН разработал ТНК еще на рубеже 1980-1990 годов, однако установка не была запущена из-за распада Советского Союза.
"Технологический накопительный комплекс будет востребован для разработки отечественной технологической цепочки производства микроэлектроники. Это будет основной инструмент, который позволит создавать, испытывать и отлаживать технологию так называемых литографов, которые делает, фактически, одна компания в мире", – отметил Павел Логачев. Запуск ТНК планируется через три года.
Директор ИЯФ СО РАН сообщил, что институт приступил к созданию ускорительной части отечественного имплантора для микроэлектроники.
"Мы делаем ускоритель специальный для разгона ионов, которые имплантируются, то есть внедряются, в поверхностную область этих полупроводниковых пластин", – рассказал Павел Логачев. - За три года мы сделаем опытный образец машины на средние энергии и на высокие энергии, и, таким образом, совместно с НИИ точного машиностроения постараемся эту позицию закрыть в технологической цепочке", - сказал академик.Обе технологии являются ключевыми для функционирования микроэлектронной промышленности, подчеркнул директор ИЯФ СО РАН.
О первой в России системе электронного охлаждения тяжелых ионов рассказал заместитель директор ИЯФ СО РАН по научной работе, член-корреспондент РАН Евгений Левичев. Совместная работа специалистов ИЯФ СО РАН и Объединенного института ядерных исследований (Дубна) позволила получить рекордные параметры охлаждения частиц.
«Системы электронного охлаждения предназначены для сжатия пучков тяжелых заряженных частиц в ионных ускорителях. Охлаждение необходимо для повышения эффективности эксперимента: чем холоднее пучок, тем больше в нем плотность частиц, и тем больше интересных событий увидят физики, сталкивая их друг с другом, или в результате направления пучка на статичную мишень, - прокомментировал Евгений Левичев. - Наш институт создал для ОИЯИ систему электронного охлаждения пучков тяжелых ионов. Это позволило вдвое увеличить скорость набора данных во время экспериментов по изучению плотной барионной материи на фиксированной мишени. В РФ впервые усилиями ИЯФ СО РАН была создана подобная установка для реальных исследований в области физики частиц».
Ученые ИЯФ СО РАН активно работают над созданием прототипа термоядерного реактора собственной конструкции, в котором для удержания плазмы используется открытая, то есть, незамкнутая магнитная ловушка. Этот подход для управляемой термоядерной реакции предложил еще в 1950-е гг. основатель ИЯФ Герш Будкер. Устройство получило название "пробкотрон Будкера". Проект представил замдиректора ИЯФ Петр Багрянский. Он подчеркнул, что главная цель проекта - развитие и демонстрация термоядерных технологий.
«Мы ожидаем, что температура самой плазмы, частиц, которые участвуют в реакции синтеза, будет 15 килоэлектронвольт или чуть больше, это 150 млн градусов", – рассказал Петр Багрянский. - В перспективе на основе этой конструкции могут быть созданы либо мощный источник нейтронов, либо "относительно компактный, хороший термоядерный реактор", который сможет использовать в качестве топлива изотоп водорода дейтерий, запасы которого в природе фактически неисчерпаемы.
Замдиректора института отметил, что, в отличие от другой схемы термоядерного реактора - токамака, в котором плазма имеет форму тора, открытые ловушки более энергоэффективны, поскольку в них отношение давления плазмы к давлению магнитного поля составляет 50% против 5% - у токамака.
"Это значит, что реактор может быть в 100 раз более компактным", - сказал Петр Багрянсий. В дальнейшем в ГДМЛ планируется добиться квазистационарного состояния, то есть, уравновесить давление плазмы и давление магнитного поля.
Об экспериментах по измерению структуры нейтрона и антинейтрона на российском коллайдере ВЭПП-2000 сообщил заместитель директор ИЯФ СО РАН по научной работе, доктор физико-математических наук Иван Логашенко.
«Объем данных, полученных в ходе работы на ВЭПП-2000 за текущий год, достиг приблизительно четверти от общего плана работы на этой установке. В областях коллайдера, где установлены два детектора: криогенный магнитный детектор (КМД-3) и сферический нейтральный детектор (СНД), происходит столкновение частиц и электрон-позитронная аннигиляция с последующим рождением элементарных частиц. Такая работа позволяет увидеть внутреннюю структуру частиц — формфактор, понять их внутреннюю динамику. В 2022 году специалисты ИЯФ СО РАН первыми в мире измерили структуру нейтрона и антинейтрона вблизи порога реакции — в момент ее рождения. В новых экспериментах удалось увеличить статистику набора данных в четыре раза. Также можно сказать, что мы с лучшей в мире точностью проводим измерение сечения процесса электрон-позитронной аннигиляции в пару нейтрон — антинейтрон», — отметил ученый.