🇷🇺 Космос и производство микроэлектроники. Россия

Орбитальная установка МЛЭ Экран-М вырастила первые кристаллические пленки

Первую кассету с 6-ю выращенными кристаллами извлекли из установки 28 октября 2025 года. Исследование ведут ученые из Института физики полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН (разработали установку МЛЭ) в сотрудничестве с Ракетно-космической корпорацией «Энергия» (разработали электронный блок управления для установки). Об этом подробно рассказал сайт Научная Россия.

Выращивать кристаллы в космосе имеет смысл потому, что здесь не нужно предпринимать множество усилий по обеспечению вакуума – он повсюду за пределами космической станции. Кроме того, на земле рабочие камеры установки МЛЭ обладает «эффектом памяти» из-за оседающих на внутренних стенках установок химических элементов, в космосе этот эффект заметно уменьшается. Ученые рассчитывают и на то, что токсичные отходы от работы установки безопасно рассеются в космическом пространстве.

Кассету планируют доставить на Землю в спускаемом модуле в декабре 2025 года, чтобы исследовать в ИФП СО РАН: состав, распределение примесей по толщине, оптические свойства, фотолюминисценция, электрические свойства, тип проводимости, концентрация носителей заряда и прочее.

В установке Экран-М отрабатывают гомоэпитаксию, то есть и подложка, и выращиваемая пленка совпадают по составу – это арсенид галлия GaAs. Установка работала в упрощенном, запрограммированном, автоматическом режиме.

Пока что нет ясности, как сказались на результате условия микрогравитации. В частности, не собирались ли испаряемые металлы в капельки, подобно тому, как ведет себя вода в этих условиях. От этого эффекта ученые попробовали защититься установкой защитной сетки, которая не пропускает капли мышьяка и галлия из тигля – только их пары. Теперь предстоит проверить, помог ли этот подход. Неизвестно и то, как повлияли на выращенную пленку космические лучи.

В установке немало «космических» особенностей. Можно упомянуть, например, экран, который призван не допускать попадания в установку посторонних атомов, включая те, что есть в космическом пространстве. Но основное – это единственная рабочая камера вместо десятков и отсутствие систем обеспечения вакуума, что устраняет источник вибраций, который зачастую вызывает брак.

Зачем все это? Высококачественные эпитаксиальные пленки GaAs, это основа для сверхбыстрой СВЧ-электроники, эффективных лазеров и солнечных батарей для космоса. Причем не просто получить кристалл, а получить материал с беспрецедентно низкой дефектностью, который трудно создать на Земле. Если все получится, это станет основой для создания в будущем орбитальных микроэлектронных фабрик.

За рубежом в ряде стран заняты аналогичными экспериментами. Уже проводили выращивание кристаллов японцы (эксперимент MAXI), на китайских кораблях серии Шэньчжоу. Есть проекты космический фабрик и в других странах.

@RUSmicro, фото - сайта Научная Россия