Дирекция наукограда Фрязино



НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ  БАЗОВОГО ОПОРНОГО НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ИННОВАЦИОННОГО   ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО КЛАСТЕРА «ФРЯЗИНО»

                                                              А.Г. Михальченков,   М.П. Темирязева

            Министерство образования и науки РФ в декабре 2013 года опубликовало «Прогноз научно-технологического развития Российской Федерации до 2030 года». В нём, в частности, говорится «…. Изменение сложившегося облика экономики и общества во многом связывают с широким распространением новых материалов и нанотехнологий в производственных процессах… В кратко- и долгосрочном периоде основной сферой применения достижений наноиндустрии станет электроника…». Эта выдержка из очередной программы ведомства приведена не как откровение, а как подтверждение того факта, что в наукограде Фрязино, где электроника стала основой его жизнедеятельности уже в  течении 80 лет, научные исследования, работа с объектами наноуровня и разработка нанотехнологий всегда были  основой в создании электронной продукции. В экономике города, основой которой является деятельность научно-производственного комплекса наукограда, объём произведенной продукции (услуг), созданной на основе нанотехнологий, составляет более 30 процентов от общего объёма произведенной продукции.

         Предприятия, разрабатывающие и производящие основной объём этой электронной продукции, являются якорными компаниями в инновационном территориальном кластере «Фрязино». Это предприятия НТО «ИРЭ-Полюс» и ОАО «НПП Исток им Шокина». Исследователи этих предприятий также как и предприятий ОАО «НИИ «Платан» с заводом при НИИ», Фрязинского филиала «ИРЭ им В.А. Вернадского РАН», ФГУП СКБ ИРЭ РАН, докладывали  о результатах  своих работ на нашей конференции. В нашем  докладе будут воспроизведены результаты некоторых исследований, способствовавшие производственному выпуску продукции на базе нанотехнологий.

         Прослеживается интересная эволюция развития полупроводниковой сверхвысокочастотной электроники по докладам специалистов  НПП Исток за десятилетний период работы конференций. Начиная с относительно  простых интегральных схем на полевых транзисторах с длиной затвора 500 нанометров на подложках арсенида галлия, на последних конференциях были доложены результаты по транзисторам со структурными элементами транзистора менее 100 нанометров на гетероструктурах арсенида-галлия-алюминия и нитрида галлия с двумерным  электронным газом. Выходная мощность усилителей на таких транзисторах была повышена на порядок. Было показано дальнейшее развитие этой нанотехнологии на мезоскопических полупроводниковых структурах и с применением методов атомно-силовой зондовой микроскопии, электронной литографии и селективного легирования, а также на плёнках CVD-алмаза. Сегодняшний уровень технологии на предприятии позволяет производить многофункциональные однокристальные монолитные интегральные схемы СВЧ в диапазоне частот до 18ГГц , т.н. коречипы.

         На предприятии НПП Исток создаётся пилотная линия по изготовлению таких кристаллов с проектной мощностью 1 миллион кристаллов в год.

         Другое направление промышленного производства предприятия НПП "Исток" – электровакуумные приборы СВЧ. Здесь были доложены результаты исследований состояния поверхности катодов электровакуумных приборов методом атомно-силовой зондовой микроскопии. Были обнаружены важные зависимости работы выхода электронов от состояния поверхности катодов в различных рабочих режимах. Полученные результаты позволили скорректировать технологию изготовления катодо-подогревательных узлов ЭВП СВЧ в производстве.

         Объем производимой электронной продукции предприятиями по этим технологиям составляет  4,5  млрд. рублей в год, а ежегодные инвестиции в производство порядка 1,5 млрд. рублей.

          На конференции были доложены результаты исследований плавленного кварца, легированного  эрбием и иттербием, с образованием иттербиевых нанокластеров в оптоволокне, которые позволили повысить эффективность накачки лазеров за счёт резонансной передачи энергии от иттербия и позволяет использовать накачку от многомодовых полупроводниковых лазеров, излучающих в диапазоне 0,92-0,97 микрометров.

         Разработка нанотехнологии легирования оптоволокна редкоземельными элементами под руководством Генерального директора НТО ИРЭ-Полюс Гапонцева В.П. позволила создать параметрический ряд волоконных лазеров с выходной мощностью от десятков мВт  до десятков кВт  и кпд более 30 процентов. Технический уровень  этих промышленных лазеров на 5-7 лет опережает разработки их мировых аналогов. Сегодня предприятие создаёт инжиниринговые центры в регионах РФ и внедряет свою продукцию в автомобильную, судостроительную, аэрокосмическую, атомную, нефтегазовую и другие отрасли промышленности, включая телекоммуникационные системы.

         Огромный спрос на волоконно-оптические лазерные комплексы в нашей стране и за рубежом определил высокие темпы развития производственной инфраструктуры НТО ИРЭ-Полюс, где за последние 2 года на территории 5 гектар построены производственные корпуса площадью 35 тыс. кв. метров с развитием к 2017 году до 55 тыс. кв. метров и созданием корпоративного университета. Объем производимой  продукции этого предприятия  превысил 4 млрд. рублей в 2013 году.

         Практически на всех состоявшихся конференциях докладывались результаты исследований по разработке и производству наноразмерных люминофоров.  Диапазон практических применений этих материалов весьма широк. Так, производство люминофоров для спектро-трансформирующих  агроплёнок на ряде заводов по разработкам предприятия «ОАО НИИ  «Платан» с заводом при НИИ» составляют ежегодно до 300 тонн, а  неорганические люминофоры для приборов отображения информации внедрены в модернизируемые радиолокационные системы министерства обороны и в многоцветные плазменные панели крупноформатных экранных устройств.

         Ультрадисперсные порошковые сцинтилляторы синего, голубого и жёлтого цвета свечения применяются в детекторах радиоактивных в мобильных ядерных реакторах.

         Фотолюминофоры для энергоэффективных белых светодиодов выпускаются пилотным производством НПК «Люминофор» в течение последних 10 лет. Для  других применений фотолюминофоров с аномально высоким послесвечением в системах сигнализации предприятие производит сотни килограммов фотолюминофоров, что значительно для данного класса материалов.

         В экспериментальное производство внедрены люминофорные наноразмерные материалы для резистивно-оптических конверторов солнечных батарей. Разработанные авторами НИИ «Платан» люминофорные материалы защищены патентами и экспортируются в зарубежные страны.

         В разработках  новых материалов и технологий специалисты предприятий наукограда Фрязино широко применяли исследования на атомно-силовом микроскопе. При этом  были разработаны  новые методы сканирования,  расширяющих круг задач, которые можно решить  с помощью этого прибора. Была разработана методика использования диссипативной моды для получения молекулярного разрешения на воздухе. Вертикальная мода , позволяющая исследовать объекты с развитым профилем. Разработана методика измерения высоты с последующим переходом в контакт, которая дает возможность электрических (токовых) измерений сложных объектов (например, тока, проходящего по сети нанотрубок).  Все описанные методики сканирования внедрены в атомно-силовой микроскоп SMART-SPM фирмы AIST-NT, успешно продаваемый по всему миру.

  на главную в избранное вверх
© МКУ "Дирекция Наукограда" Фрязино, 2010-2019 Рейтинг@Mail.ru