Проект Сиб.фм «Будущее российской науки» продолжает рассказывать о молодых новосибирских ученых и их разработках. Какие фантастические идеи воплощаются в недрах институтских лабораторий, и как уже в недалеком будущем они изменят нашу жизнь? О чем мечтают, как отдыхают, чем увлекаются и, конечно, как дошли до «жизни научной» те, от кого зависит наше технологическое завтра? Обо всем этом наши герои рассказывают сами. Наша следующая история – о том, как в Академгородке, в необычных лабораториях, напоминающих матрешку, ускоряют российский интернет и обеспечивают технологический суверенитет страны.

Герой нашего нового сюжета — кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН Максим Аксёнов работает в необычной лаборатории. Чтобы добраться до нее, проходим через особый коридор, выполняющий роль своеобразного шлюза. А сам корпус на улице Пирогова, в котором расположена лаборатория, имеет загадочное для непосвященного название «термостатированный».

Здание на самом деле напоминает термос или матрешку: одно здание находится внутри другого. В так называемых «чистых» лабораториях, которые находятся во внутреннем корпусе, строго поддерживается нужный микроклимат – температура, влажность, а, главное, крайне малое количество пыли. А все «грязное» оборудование выведено во внешнюю часть здания.

В лаборатории изготавливают полупроводниковые приборные структуры, части которых сопоставимы с размерами пылинок – сотые и тысячные доли миллиметра (10-5-10-6 м). Поэтому даже самая ничтожная инородная частица может все испортить при их изготовлении.

Таких уникальных зданий, кстати, совсем немного в России. Его построили одним из первых в Академгородке в 60-х годах ХХ века. И в свое время оно считалось шедевром инженерной инфраструктуры.

Что касается лаборатории, в которой трудится Максим Аксёнов, то она местами чем-то напомнила проявочные лаборатории старых фотостудий – многие устройства защищены красным оргстеклом, чтобы фоточувствительный полимер (фоторезист), необходимый для создания «рисунка» на поверхности полупроводников, не «засветился» раньше времени. «Для этого мы иногда даже работаем в полной темноте – закрываем шторы и выключаем свет, — добавляет интриги Максим Сергеевич.

«Полупроводники, — рассказывает ученый, — это что-то среднее между металлами, которые хорошо проводят электрический ток, и диэлектриками, которые его не проводят. В зависимости от того, как мы их сделаем, они могут быть и теми, и другими. Из этих полупроводников мы создаем разные приборные структуры, но, в основном, фотоприёмные».

Фотоприёмные устройства, по словам Максима Аксёнова, очень сложны в изготовлении, которое включает до 20 операций фотолитографии, т.е. нанесение фоторезиста, формирование рисунка с последующим травлением или нанесением каких-либо металлических или диэлектрических покрытий.

Таким образом формируется многослоевая структура, где каждый слой, который – даже представить трудно – толщиной всего в несколько десятитысячных долей миллиметра (10-7 м), имеет свой рельеф, который можно сравнить с горами и низинами, и «рисунок».

«Эти рисунки нужны, потому что прибор состоит из контактов, у которых может быть разная конфигурация и форма, они могут быть сделаны на разной высоте, это зависит от конструкции конкретного прибора», — говорит ученый.

А используются эти устройства, по словам Максима Аксёнова, в первую очередь, в привычных нам оптоволоконных линиях связи. От того, насколько быстро работают приемники оптического сигнала, напрямую зависят, например, и скорость нашего интернета, и качество кабельного телевидения и других видов связи.

Как рассказал ученый, он работает над тем, чтобы разработать устройства, которые позволят еще больше увеличить скорость связи (передачи данных).

Но есть и еще одна важная миссия у лаборатории Максима Аксёнова, которая сегодня имеет первостепенное значение.

«Мы не только пытаемся усовершенствовать технологию и устройства, но и в каком-то смысле импортозаместить их. Потому что, в связи с санкциями, многие фотоприёмные устройства стали для нас недоступны. И образовался некий провал, так как в России практически никто не занимается этим направлением. Есть, много конечных пользователей, потребителей. А вот тех, кто разрабатывал бы это, кто мог бы обеспечить всю цепочку – вырастить полупроводниковую пластину, потом на ней изготовить структуру – конкретный чип этого фотоприёмного устройства, затем поместить его в корпус, и уже потом только отдать конечному пользователю, — этим, насколько я знаю, по определенным видам фотоприёмных устройств никто в России не занимается», — говорит исследователь.

Поэтому своей задачей он считает: наладить либо мелкосерийное производство, либо разработать технологию и передать ее на предприятие-изготовитель, которое будет уже серийно его выпускать.

«Надо все-таки свой суверенитет сохранять и разрабатывать собственные устройства», — подытоживает Максим Аксёнов.

При этом, новосибирские ученые ориентируются как минимум на мировые стандарты. «Есть некоторые минимальные требования, которые нужны конечным пользователям. И, если мы сделаем ниже этих требований, то они никому не будут нужны, потому что стандарт в мире достаточно высокий относительно передачи данных и скорости», — подчеркивает ученый.

Еще одна из ипостасей Максима Аксёнова – он руководит молодежной лабораторией физико-технологических основ создания фотоприемных устройств на основе полупроводников A3B5. Полупроводники A3B5 состоят из элементов 3-й и 5-ой групп таблицы Менделеева.

«Министерством образования и науки были объявлены конкурсы на создание молодежных лабораторий. Там было около 100 тем, результаты исследований по которым нужны электронной промышленности. Идея была такая, чтобы эти лаборатории создавались в связке с технологическими или производственными партнерами. То есть, мы, например, разрабатываем технологию и можем ее передавать на завод для серийного производства.

Кроме того, по этим стратегическим темам надо было заложить некоторый фундамент в виде научных работ, причем это должны быть молодые ученые, так как тематики совершенно новые, закладываются на несколько десятилетий вперед», — рассказывает Максим Аксёнов.

Трудно представить, а ведь когда-то молодой ученый и не помышлял о науке.

«Я даже до старших классов не знал, куда буду поступать. Ну, откуда ребенок может знать, что такое ученый? Я про Академгородок-то узнал только в 9 классе», — смеется Максим. Тем более, что родители будущего ученого не связаны с наукой, а жила семья тогда в Кемеровской области.

Возможно, некой точкой отсчета можно считать учебу в Летней физматшколе при НГУ.

«Когда я в первый раз приехал в Академгородок, это была Летняя школа физматшколы нашей, нас водили на экскурсии, в том числе, в Институт ядерной физики. И вот там масштабы впечатлили меня. И, конечно – сам Академгородок: он, я думаю, всех приезжих поражает, затягивает. Там даже не столько наука, а сам дух Академгородка, наверное, больше», — вспоминает молодой ученый.

А интерес к науке, по его словам, пришел к нему позже, когда уже после обучения в НГУ он пришел в Институт физики полупроводников.

«Я считаю, что собственный искренний интерес к исследованию начинается, когда человек начинает писать что-то свое – свою первую статью, диссертацию, когда это становится его темой. Появляется спортивный интерес, что надо завершить это, показать миру, коллегам. И там всплывают нюансы, которые уже научные, которые по-настоящему интересны, Это уже не просто механическая работа, это работа поисковая. Это сравнимо с работой археологов, когда вы откапываете, и не знаете, что вы откопаете», — говорит исследователь.

В свободное время, по его словам, он с удовольствием занимается спортом — дзюдо, самбо, в студенчестве даже выступал за честь родного вуза. А еще увлекается аквариумистикой и выращивает лимоны. И мечтает переехать с семьей из квартиры на землю: «Иметь какой-то свой огород для выращивания растений», — улыбается ученый.

Кстати, как это часто бывает, жена Максима – тоже ученый, она гуманитарий: занимается этнографией, изучает народные традиции и обычаи, как они меняются со временем, в ХХ веке.

Поддержка семьи очень важна для ученого, считает Максим, именно благодаря этому, он смог, в том числе, защитить диссертацию: «Ведь если супруга не берет на себя часть обязанностей, не получится так много заниматься научной работой».

Максим, в свою очередь, помогает жене в ее работе: во время отпуска возит ее в экспедиции.

Конечно, говорит ученый, без трудностей не обойтись. А преодолеть их помогает усвоенный с детства опыт родителей, бабушек и дедушек: «Потому что бабушки – это феноменальные по трудоотдаче люди. На них смотришь, сколько они работали и работают, на их упорство, и это вдохновляет».

В науке Максим Аксёнов, по его словам, стремится к тому, чтобы труды и умения его и его команды в итоге реализовались, и чтобы что-то нужное, ценное для людей появилось на свет.

И поэтому мечтает в совершенстве освоить все новейшие технологии: «Хотелось бы стать более технологически грамотным. Потому что нет предела совершенству, особенно в микроэлектронике – здесь любой нюанс, любая мелочь важна. А этих нюансов тысячи. Разбираться в них можно всю жизнь, и поэтому именно разобраться во всех них я бы, наверное, мечтал больше всего».

Напоследок интересуемся, что нужно для успеха в науке? Самое первое, считает Максим Аксёнов — это, конечно, интерес – живой, яркий интерес к исследованиям, к самой науке, потому что без интереса вообще ничего не делается.

Второе – это аккуратность, потому что аккуратно сделать исследование, все правильно зафиксировать, записать, потом обработать и описать – без этой аккуратности ничего не получится. И трудолюбие.

Есть и еще одно немаловажное качество, без которого невозможен успех, уверен Максим. Это — умение ладить с людьми. «Мне кажется, это качество мне больше всего помогает. Потому что образцы проходят много этапов изготовления, технологический маршрут встречает много людей на своем пути. И умение с каждым разговаривать, умение донести до каждого, как нужно сделать правильно, чтобы это все хорошо работало — самое главное», — говорит ученый.

Напоследок наблюдаем, как под красным колпаком прибора, вращающегося на большой скорости, исследователь ювелирно наносит тончайший слой фоторезиста и разглядываем в микроскоп полученный чип, который через стекло микроскопа напоминает частичку миниатюрного детского калейдоскопа. Подумать только – в этой малышке заключена скорость нашего интернета! Прощаемся, пожелав ученому добиться всех поставленных задач. А нам пора дальше – к следующим открытиям.