КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ РОСТА

Наш рассказ -- о лаборатории физико-химических методов исследования газовых сред Института неорганической химии. Ее возраст -- 27 лет, что это зрелый, высокопрофессиональный коллектив.

Экскурс в историю лаборатории:

Год основания -- 1973. Первый заведующий лабораторией -- кандидат химических наук Моралев Вадим Михайлович, отчаянный жизнелюб, прирожденный организатор, романтик в науке, Научное направление -- разработка новых принципов и методов детектирования сверхнизких концентраций примесных молекул в газах; исследование химических реакций в газовых средах. За годы существования лаборатории защищено 10 кандидатских и 4 докторских диссертации. Награды: в 1981 году -- премия Ленинского комсомола в области науки и техники, в 1998 году -- Премия Правительства РФ в области науки и техники.

Старший научный сотрудник, кандидат химических наук Е.Богуславский и завлаб, доктор физико-математических наук В.Надолинный

Заведующий лабораторией последних лет -- доктор физико-математических наук лауреат Премии Ленинского комсомола и Премии Правительства РФ В.НАДОЛИННЫЙ. Мы попросили Владимира Акимовича рассказать о работе коллектива и его проблемах.

-- В сложные для науки дни заведующие лабораториями -- это та когорта научных сотрудников, на которых легла вся тяжесть проблем Академии наук и от которых в определенной мере зависит ее будущее. Судите сами. Правительство выделяет нищенский бюджет на науку, и прежде всего завлабы ищут источники финансирования исследований, возможности их материального обеспечения и решения кадровых вопросов.

Да, одна из самых больных проблем сегодня -- это проблема кадров. Стареют наши институты!

Но начиная с такой грустной ноты, хочется отметить те ростки будущего, которые вселяют надежду. Как это ни странно, но наиболее важные результаты лаборатории получены в последние годы. Защищены две докторские и три кандидатских диссертации. Расширены научные контакты с зарубежными ведущими научными школами, промышленными группами, а также медленно возрождающейся российской промышленностью.

Ведущий научный сотрудник, доктор химических наук В.Лаврентьев

Из наиболее значимых результатов хочется отметить разработку технологии получения моносилана, исходного материала для аморфного кремния солнечных элементов, из отходов производства кремния -- тетрахлорсилана, накопившегося в гигантских количествах со времен СССР. Технология сейчас реализуется на Новосибирском заводе химконцентратов. Проблему решали сообща сотрудники разных лабораторий ИНХа и других институтов. У нас в коллективе это направление возглавляет ведущий научный сотрудник, доктор химических наук В.Лаврентьев.

В лаборатории разработан первый в России масс-спектрометр с ионизацией при атмосферном давлении. Он имеет преимущество на 3--5 порядков по чувствительности по сравнению с традиционной масс-спектрометрией. Это позволяет определять в режиме реального времени сверхнизкие концентрации паров различных веществ в воздухе.

Старший научный сотрудник, кандидат химических наук В.Первухин

Имеет прибор целый ряд преимуществ и по сравнению с зарубежными аналогами. На уровне макета он прошел испытания на предприятиях Новосибирска. Разработкой заинтересовалось Министерство энергетики США, и ведущий специалист, разработчик прибора кандидат химических наук В.Первухин был приглашен на работу по контракту на два года в Америку.

Конечно, возможности лабораторий данного министерства США существенно превосходят наши. Но именно данное обстоятельство позволило нашим специалистам существенно продвинуться в понимании процессов, протекающих при ионизации анализируемого газа на входе масс-спектрометра и разработать новые способы ионизации. Думаю, что результаты, полученные В.Первухиным за рубежом, позволят ему завершить свою докторскую диссертацию.

Ведущий технолог И.Киреенко

Одно из интенсивно развивающихся в лаборатории направлений -- разработка технологий нанесения функциональных покрытий на сплавы алюминия, титана, циркония методом микроплазменного оксидирования (МПО). Основоположник способа нанесения покрытий на металлы -- сотрудник института Г.Марков. А в нашей лаборатории этой проблемой занимаются его бывшие ученики И.Киреенко, О.Цвиклинский и В.Кириллов. Именно с этим направлением лаборатория связывает большие надежды на финансирование со стороны промышленных предприятий, поскольку методом МПО можно получать износостойкие, антикоррозионные и диэлектрические покрытия на металлах.

Совместно с Заводом химконцентратов лаборатория разработала волоки из сплавов алюминия с покрытием, являющимся по составу электрокорундом, для волочения алюминиевых труб. К данным способам нанесения защитных покрытий последнее время стали проявлять интерес промышленные предприятия России и промышленные группы Китая и Индии. Большая золотая медаль, полученная лабораторией на Сибирской ярмарке в нынешнем году -- показатель возрастающего интереса российской промышленности к наукоемким технологиям. Предмет особого внимания и гордости лаборатории -- группа электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). И хотя в ее составе сейчас только два научных сотрудника -- старший научный сотрудник, кандидат химических наук Е.Богуславский и автор этих строк, и два студента НГУ, полученные результаты входят в число достижений института и представляют самый передовой уровень развития науки в мире. Именно благодаря разработкам Е.Богуславского осуществлена автоматизация старых ЭПР-спектрометров Varian и Bruker, создан пакет оригинального программного обеспечения для обработки спектров ЭПР.

При переходе современной микроэлектроники от кристаллов к пленочным структурам возникли проблемы диагностики реальной структуры пленок. Проведенные исследования пленочных структур, полученных осаждением из газовой фазы, лэндмюровских пленок, показали их упорядоченность по направлению, перпендикулярному плоскости пленок. В нашей лаборатории впервые в мире разработана методология расчета спектров ЭПР для частично упорядоченных структур и создан пакет оригинальных программ для расчета параметров спектров ЭПР таких структур и пространственного расположения молекул на подложке. Получаемые данные позволяют существенно продвинуться в понимании влияния подложки и активных центров на ее поверхности на формирование структуры получаемых пленок.

Как показывает история развития физики полупроводников и микроэлектроники, именно благодаря развитию ЭПР-спектроскопии появилась информация о природе, структуре и электронном состоянии большинства примесных и собственных дефектов в диэлектриках и полупроводниках, отвечающих на многообразие физических свойств данных структур.

Студент III курса физфака НГУ Николай Черней

И не удивительно, что один из наиболее значимых за последнее время результатов лаборатории основан на данных, полученных методом ЭПР спектроскопии при сопровождении новой технологии синтеза алмаза, разработанной в Институте минералогии и петрографии СО РАН. В результате проведенных исследований доказана возможность введения в структуру алмаза перспективных ионов-активаторов, имеющих большие атомарные размеры. Причем, примесные атомы, имеющие большой атомарный радиус, при вхождении в решетку алмаза образуют необычную структуру, так называемую структуру двойной полувакансии.

Эти данные в корне изменили устоявшиеся к этому времени взгляды о бесперспективности использования алмазной структуры для создания элементов современной микроэлектроники. И именно результаты исследований привели ведущих специалистов известной компании "Де Бирс" в Сибирь (причем зимой, в самые суровые морозы).

Последовавшие после этого приглашения в ведущие лаборатории Оксфордского и Лондонского университетов, проведение исследований на обогащенных изотопом С(13) алмазах, а также тесные контакты с ведущей группой теоретиков Роберта Джонса из университета города Exeter доказали энергетическую выгодность таких структур не только в алмазе, но и в кремнии.

Япония, практичная страна, после опубликования этих результатов организовала фонд промышленных предприятий по созданию алмазных пленочных структур, обладающих n- и p-проводимостью.

За последние годы фактически на базе группы ЭПР организован центр коллективного пользования. К нам обращаются с проблемами из институтов: Физики полупроводников, Теплофизики, Монокристаллов и других институтов СО РАН. С расширением деятельности в рамках интеграционных программ видится дальнейшее развитие как метода ЭПР, так и научных направлений, в рамках которых работают сотрудники лаборатории.

Большие надежды в развитии ЭПР спектроскопии мы связываем с талантливыми студентами, которые сейчас работают в лаборатории. Могу сказать, что студент физфака Николай Черней при выполнении курсовой работы по "Изучению особенностей вхождения ионов железа в решетку KNbO₃" разработал программное обеспечение для расчета спектров ЭПР монокристаллов, не уступающее по своим возможностям лицензионным зарубежным программам. И это позволило перейти на качественно новый уровень в расчетах спектров ЭПР других монокристаллов.

Лаборатория активно участвует в проектах РФФИ, Минпромнауки и различных зарубежных фондов, активно ищет возможности внедрения своих разработок на различных предприятиях России, имеет тесные научные контакты со многими ведущими лабораториями США, Японии, Англии и Португалии, и это обеспечивает достаточно стабильный уровень финансирования,

Все эти моменты являются ключевыми для привлечения молодежи в науку.