Новосибирские ученые отправили на МКС установку для изготовления полупроводников

Грузовой корабль "Прогресс МС-32" доставил на МКС первую российскую установку для выращивания полупроводников в условиях космоса. Изготовили ее в новосибирском Академгородке - в Институте физики полупроводников имени А. В. Ржанова (ИФП) СО РАН в рамках проекта "Экран-М".

Зачем нужно выносить за пределы Земли производство материалов, необходимых для электронной промышленности? Дело в том, что на орбите для этого идеальные условия - глубокий вакуум и очень низкая температура.

Лучшие полупроводниковые материалы ученые выращивают методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Тонкие пленки - слои атомов - "укладывают" друг на друга в сверхвысоком вакууме, получая структуру с нужными свойствами. Чистота процесса при этом такова, что в миллиарде атомов не должно быть даже одного постороннего. А для осаждения каждого отдельного химического элемента нужна собственная вакуумная камера, иначе могут попасть загрязнения от стенок аппарата, которые все испортят. Неудивительно, что установки МЛЭ - очень дорогостоящие и сложные в производстве.

А в условиях космоса гораздо легче достичь требуемых параметров сверхчистого вакуума. Кроме того, можно использовать одну и ту же установку для осаждения всех необходимых элементов - у "вакуумной камеры" космического пространства нет никаких стенок и границ, а, значит, нет и опасности загрязнения структуры посторонними атомами. То есть перенос на орбиту, возможно, позволит существенно удешевить технологию. Так возникла идея проекта "Экран-М" - провести синтез полупроводниковых соединений в условиях космоса.

- Глобальная цель "Экран-М" - исследовать, насколько эффективен процесс роста эпитаксиальных слоев в космосе, как будут реализованы преимущества, которые предоставляет космический вакуум. В рамках проекта стартует начальная стадия развития технологии молекулярно-лучевой эпитаксии в космосе: отработка оборудования, анализ свойств полученного материала, - поясняет главный конструктор проекта, заведующий лабораторией ИФП СО РАН Александр Никифоров.

Установка, которую отправили на МКС, была разработана и изготовлена в Институте физики полупроводников в рамках научной программы "Роскосмоса" по заказу РКК "Энергия". А электронный блок управления установкой был изготовлен в Красноярске специалистами НПФ "Электрон") по техническому заданию новосибирских физиков.

- На орбите космонавтам нужно будет установить оборудование, загрузить в него кассету с шестью подложками и повторить эту операцию по окончании первого ростового цикла (планируется, что он продлится примерно две недели). Всего запланировано два ростовых цикла, - рассказал заместитель главного конструктора проекта, научный сотрудник ИФП СО РАН Константин Фрицлер.

Правда, Международная космическая станция в ближайшие годы закончит свою работу, но ей на смену придет Российская орбитальная станция.

- На первом этапе проекта будет отработан подход к созданию технологии синтеза пленок на орбите. На основе полученных результатов можно будет прогнозировать, что потребуется для развертывания производства в космосе. А если говорить о долгосрочном продолжении эксперимента, то нужно претендовать на продолжение эксперимента уже на Российской орбитальной станции, - отметил заместитель руководителя научно-технического центра РКК "Энергия" Дмитрий Сурин.