Моменты футурологии. За "карликами" - будущее

Как уже сообщалось, два аспиранта кафедры физики твердого тела и микроэлектроники Института электронных и информационных систем НовГУ, Антон Стукалов и Эдуард Козловский, в течение двух недель повышали свою квалификацию в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" (Санкт-Петербург) по направлению "нанотехнология". Сегодня Антон и Эдуард - наши собеседники. "Нано" на греческом означает "незначительного размера; карлик". "Нано" в физике - одна миллиардная часть, степень -9. Так, нанометр - это одна миллиардная метра. Нанотехнология оперирует пространствами нанометрового диапазона, уровня отдельных молекул и молекулярных систем при создании новых молекул, наноструктур, наноустройств и материалов с необходимыми свойствами. Нанотехнология - не только поле научной деятельности, но и набор соответствующих материалов, инструментов и процессов для решения проблем во многих сферах производства.

-В какой степени вы были знакомы с проблемами нанотехнологий до стажировки?

Антон Стукалов. В самых общих чертах. То есть с терминологией, статьями, сообщениями в Интернете по этой проблематике.

Эдуард Козловский. Аналогично. Конечно, это не было открытие темы "с чистого листа", информация шла, что называется, в рабочем порядке, но специального интереса не было, и основополагающие сведения мы получили уже в Санкт-Петербурге.

- Как вы узнали о возможности стажировки по такой теме?

А.С. Наш руководитель Б.И. Селезнев сообщил нам, что есть приглашение из Санкт-Петербурга направить преподавателей на двухнедельный курс.

Э.К. Дело в том, что тематика нанотехнологий, наноматериалов представляет интерес для составителей федеральных программ. "ЛЭТИ" - один из ведущих вузов по этой проблеме, в нем есть специалисты высокого уровня, необходимое оборудование. Фактически они создали проект повышения квалификации, который был поддержан Федеральным агентством по образованию. Достаточно сказать, что преподавали нам в основном специалисты из "ЛЭТИ", а также из института физической техники имени Иоффе.

Для Новгорода особое приглашение было благодаря тому, что наш политехнический институт раньше был филиалом ЛЭТИ.

- Ваши основные впечатления от увиденного и услышанного?

А.С. Группа была небольшая, 8-9 человек, из Санкт-Петербурга в основном. Лекции шли очень плотно, ежедневно с 10.30 до 19.00 с перерывом на обед. Среди преподавателей отмечу В.В. Лучинина, директора Центра микротехнологии и диагностики, профессора С.В. Иванова из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН. Темой были все известные наноматериалы (фуллерены, углеродные нанотрубки), технологические аспекты. Часть из них демонстрировалась вживую, часть - на фото. Нам показывали установки, на которых изучаются свойства таких материалов, читали теоретические курсы, включающие обзор разработок в этой области и сфер применения.

Э.К. Что хочется отметить: большая часть материала, который нам показывали - это оригинальные результаты опытов, которые проводятся непосредственно в "ЛЭТИ". То есть не было скучного теоретизирования "из вторых рук". Один преподаватель устроил презентацию экспериментов, материалов, которые по сути представляют часть его докторской диссертации. Солидный уровень обеспеченности чувствовался во всем.

Надо еще учитывать широкие связи "ЛЭТИ" с зарубежными институтами, налаженные в основном благодаря тому, что многие выпускники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета работают в европейских научно-исследовательских институтах и поддерживают связь со своей Alma mater.

- Что вы узнали нового о сферах применения нанотехнологий? Какое место во всем этом занимает "ЛЭТИ"?

Э.К. "ЛЭТИ" в основном занимается фундаментальными исследованиями. Широкой практики нет и быть не может. Для производства в рамках Центра микротехнологии и диагностики просто сложно найти место, о чем нам и говорил профессор Лучинин.

А.С. Пример практического применения - работа с интегральной микросхемой. Представьте, что на этапе опытного производства произошла ошибка при подготовке комплекта фотошаблонов для производства микросхем, ценой комплекта примерно 100 000 долларов.

Чем все переделывать заново, гораздо проще локально отремонтировать тот слой, в котором произошла ошибка. Такие решения, в частности, широко применяет "Интел".

Э.К. Еще одно применение - биотехнологии. Есть попытки на приборном уровне реализовать структуры, подобные человеческой клетке, в основном для целей медицинской диагностики. Но это пока дело будущего.

- В этой связи хотелось бы поговорить вот о чем. Тема нанотехнологий сейчас очень модная. Почти еженедельно поступает информация об удивительных вещах, на которые они способны. Однако, как правило, в конце такой информации есть приписка мелким шрифтом: мол, в реальности эта разработка появится лет этак через 15-20. Что же сейчас действительно воплощается, а что, так сказать, в стадии ожидания?

А.С. В подобных публикациях часто есть просто непонимание проблематики. Нанотехнология - это фактически применение наноэлементов, то есть таких деталей, размер которых хотя бы в одном направлении не превышает 100 нанометров. Все это реально. Тот же "Интел" постепенно переходит на топологическую норму в 98 нанометров при производстве процессоров. Фактически это уже нанотехнология.

Э.К. Приборная структура транзисторов включает слои, размеры которых могут достигать единиц нанометров. Серийно выпускаются транзисторы, HEMT транзисторы, датчики газового состава на основе оксида олова, где используются нанослои.

А.С. На семинарах нам рассказывали, что в ближайшие 10-15 лет скачка в компьютерных технологиях ждать не следует, но постепенно будет изменение в сторону уменьшения приборов, пока мы не упремся в какой-то физический предел. Дальше ожидается переход на другой качественный уровень. Например, с использованием атомов-сборщиков. В качестве примера работы таких сборщиков нам покахывали фотографии логотип компании IBM, составленный из 34 атомов.

Ожидаются разработки по молекулярной памяти. Но такого, чтобы завтра мы проснулись уже с новыми технологиями, не будет. Постепенное развитие - да.

Э.К. Наноэлектроника сегодня - область интереса не столько для инженеров-электроников, сколько для химиков. В области наноразмеров свойства материалов утрачивают плавность, классические полупроводники будут сменять фуллерены, углеродные трубки.

- В какой степени с проблемами нанотехнологий соотносится ваша текущая научная работа?

А.С. По-моему, не обязательно тема должна отражаться в кандидатской ученого, чтобы она вызывала его интерес. Для меня эта стажировка - часть моей деятельности в обучении на кафедре. Надо слушать новые курсы, двигаться вперед, как говорят.

Э.К. Есть факт примечательный: в "ЛЭТИ" набирают студентов на 1 курс по специальности "Нанотехника и нанотехнология". Они могут себе это позволить: у них соответствующий преподавательский состав, приборная база, методические разработки. Такое отношение показательно: это стремление развиваться, заниматься актуальной тематикой. Ведь если преподавать, уделяя основное внимание эпохе сплавных диодов, на современные технологии времени не хватит.

В чем я вижу пользу лично для себя? На базе центра микроэлектроники есть оборудование для диагностики материалов. Если мое исследование будет связано с исследованием материалов сложной структуры, то можно выйти на взаимодействие с "ЛЭТИ", попробовать воспользоваться их базой.

Для "ЛЭТИ" мы здесь в НовГУ не просто люди с улицы. Помимо исторических у нас есть и мощные современные связи. Например, профессор В.А. Мошников с кафедры микроэлектроники СПбГЭТУ "ЛЭТИ" ежегодно председательствует в ГАК НовГУ, присутствует на защитах дипломных работ. Так что мы можем работать в тесном контакте.

- А организовать обучение по тематике нанотехнологий в НовГУ теоретически возможно?

А.С. Пока разве что теоретически. Эта специальность должна обеспечиваться весьма дорогостоящей приборной базой. Для примера: не самый дорогой прибор, атомно-силовой микроскоп, стоит 50 тысяч долларов. Модернизированный специалистами "ЛЭТИ" эллипсометр, один из прибров, позволяющих исследовать структуру наноматериалов, стоит 500 тысяч рублей. Кстати, специалисты "ЛЭТИ" сейчас патентуют свою модернизацию, которая позволяет выводить результаты на монитор практически в реальном времени. Из самого дорогого - установка фокусирования ионного пучка, которая стоит в районе 1 миллиона евро. Много и другого оборудования в той же ценовой категории.

- Сообщалось, что по результатам курсов будут экзамены и вручение дипломов...

А.С. Экзамены прошли скорее в форме собеседования. А удостоверение государственного образца мы действительно получили:

Э.К. В последний день профессор Лучинин говорил, что есть идея ввести курс повышения квалификации по теме нанотехнологий в течение семестра. Если это будет реализовано, то такое повышение квалификации будет заканчиваться защитой работы, может быть, даже на уровне мини-диссертации. Конечно, участие в такой программе очень привлекательно, однако, как всегда, встает вопрос финансирования.

- Но на то и есть человек, чтобы мечтать. Без мечты и нанотехнологий бы не было:)))

P.S. Антон Стукалов и Эдуард Козловский выражают благодарность ЗАО "НПП "Планета-Аргалл"" в лице В.А. Марковского и ОАО "ОКБ-Планета" в лице генерального директора А.В. Петрова за обеспечение финансирования обучения; ректору института электронных и информационных систем Селезнёву Б.И. за предоставленную возможность стажировки.