Ученые Института ПСПД стали обладателями гранта Российского научного фонда
В рамках проекта, выигравшего грант, ученые занимаются синтезом и исследованиями оксида галлия – перспективного полупроводникового материала.
Полупроводниковые материалы – это основа технического прогресса и нашей повседневной жизни. Их используют в микроэлектронике и оптоэлектронике, в энергетике и системах связи. На сегодняшний день в основе большинства полупроводниковых приборов по-прежнему лежит кремний. Но уже давно существует потребность в новых устройствах микроэлектроники, и в частности, силовой электроники и сенсорики. Используемые сегодня приборы, созданные на основе существующих полупроводниковых материалов, перестают удовлетворять потребителей.
В последние десятилетия большой интерес ученых привлекает оксид галлия Ga2O3. Рост числа публикаций об этом материале, по данным Scopus,
приведен на рисунке:
Рост числа публикаций о Ga2O3 согласно базе данных Scopus
Оксид галлия относят к новейшему четвертому поколению полупроводников. Он обладает одним из самых высоких значений поля пробоя, физически и химически стабилен, а его пластины большой площади можно получать достаточно дешево. Сегодня оксид галлия еще нигде в мире не вышел за пределы лабораторий – его изучают, но еще не производят приборы на его основе.
«Мы находимся на самом фронтире этой науки – это один из самых новых полупроводниковых материалов, который сегодня исследует весь мир. Нет сомнений, что в ближайшее десятилетие, может чуть раньше, может чуть позже, это безусловно перейдет в промышленность. И мы занимаемся перспективным материалом не только с точки зрения академической науки. Условно «завтра» использование оксида галлия будет промышленным стандартом» – делится Бауман Дмитрий Андреевич, руководитель группы, занимающейся синтезом и исследованиями Ga2O3 в Институте ПСПД.
В 2021 году учеными Института ПСПД была разработана технология изготовления и получены образцы высококачественных объёмных монокристаллов Ga2O3 и (AlxGa1-x)2O3, изготовлена серия подложек, впервые в России выполнено эпитаксиальное выращивание методом MOCVD полупроводниковых структур Ga2O3/(AlxGa1-x)2O3 на собственных подложках.
А уже в 2022 году учеными Института ПСПД впервые в нашей стране методом Степанова получены образцы высококачественных объёмных кристаллов оксида галлия размерами более 10 см, пригодные для изготовления подложек.
После разработки способа синтеза материала существует два пути: переход к промышленному применению и одновременно продолжение научных исследований, но на совершенно другом уровне – с более глубоким пониманием физики и свойств материала.
Получившим финансирование от РНФ проектом «Физические основы получения объёмных кристаллов, подложек и эпитаксиальных структур в системе ?-(AlxGa1-x)2O3 / ?-(InxGa1-x)2O3 / ?-Ga2O3» займутся ученые Университета ИТМО под руководством Романова Алексея Евгеньевича – директора Института перспективных систем передачи данных, д.ф.-м.н., профессора, руководителя научно-исследовательского Центра перспективных функциональных материалов и лазерных коммуникационных систем.