Статьи

Продолжен предпринятый ранее в ряде работ анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе. Двойное полупроводниковое соединение арсенид галлия (GaAs) — традиционный материал СВЧ-электроники. До недавних пор одним из наиболее быстрорастущих сегментов рынка применений этого материала были высокочастотные интегральные схемы на GaAs для мобильной телефонии. Однако, парадигма развития рынка GaAs меняется. Новым двигателем развития мирового рынка арсенида галлия становится фотоника и терагерцовая техника. Это означает, что в технологиях выращивания монокристаллов GaAs произойдет смена акцентов в сторону кристаллов «оптоэлектронного качества», получаемых методом вертикальной направленной кристаллизации. В средне- и долгосрочной перспективе мировые рынки пластин и эпитаксиальных структур GaAs будут расти. В ближайшей перспективе необходимо учитывать последствия пандемии COVID. Пока рынок GaAs тесно связано с разработками на рынке смартфонов. Очень вероятно, что после длительного периода роста рынок GaAs будет второй год подряд сокращаться — производство GaAs в 2020 году может снизиться на 11—12 %. Если предположить, что пандемия будет как-то взята под контроль в 2021 году, общее производство смартфонов вероятно, вырастет начиная с 2021 г.
На данный момент российский рынок полупроводниковых соединений для развития фотоники и электронно-компонентной базы (GaAs и др.) имеет незначительный объем и в ближайшей перспективе не достигнет уровня, необходимого для появления конкурентоспособного отечественного производителя, даже при условии выполнения программ импортозамещения. В то же время, существует понимание, что для создания современной электронной компонентной базы в России необходимо развивать производства исходных материалов.

Развитие рынка инфракрасных (ИК) тепловизионных приборов с момента их возникновения было обусловлено прежде всего применением этих устройств в военной технике. Сегодня спрос на тепловизионные камеры наблюдения в военном секторе по-прежнему обеспечивает некоторый рост рынка. Но парадигма развития изменилась – основное увеличение объема выпускаемой продукции связано с гражданской термографией, охранным и пожарным наблюдением, персональными системами ночного видения (PVS) и локальными рынками безопасности (муниципальными, частными и пр.).
Растущий спрос на тепловизионные ИК-системы, продиктованный как военным, так и гражданским применением, в свою очередь, вызовет рост мирового рынка тепловых фотоприемных устройств в ближайшие годы.

Продолжен предпринятый в работе [1] анализ современного состояния рынка GaAs и приборов на его основе.

До недавних пор одним из наиболее быстрорастущих сегментов рынка применений этого материала были высокочастотные интегральные схемы на GaAs для мобильной телефонии. Однако парадигма развития рынка GaAs меняется. Новым двигателем развития мирового рынка арсенида галлия становится фотоника.

В обзоре рассмотрены инфракрасные детекторы тепловизионной техники. Устройства востребованы в системах и комплексах гражданской и медицинской термографии, охранного и пожарного наблюдения, персональных системах
ночного видения и обеспечения безопасности. Представлено сравнение фотонных и тепловых детекторов разного типа от разных мировых производителей. Дан экспертный прогноз изменений динамики роста рынка и тенденций его пост-пандемического развития.

Рассмотрены фотомемристоры на основе двумерных материалов, таких как графен, оксид графена, дисульфиды переходных металлов, и квантовых точек. Показано, что низкоразмерные материалы в фотомемристорных сенсорах позволяют детектировать свет в широком УФ-ИК диапазоне и обрабатывать оптические сигналы в самом сенсоре. Интеллектуальные фотосенсоры со встроенными нейронными сетями, подобные сетчатке глаза, могут быть изготовлены из гибких биосовместимых материалов, и использоваться в автономных сенсорных системах распознавания объектов в реальном времени.

С 15 по 20 июля 2024 года в Республике Бурятия, с. Сухая состоялась XV Конференция по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе. Конференция была организована Сибирским отделением Российской академии наук, Институтом геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, г. Иркутск, ООО «Старт Инжиниринг», г. Иркутск. Приведен краткий обзор представленных докладов c акцентом на вопросы промышленного производства высокоомного кремния для оптоэлектроники

Исследована степень разложения метилэтилкетона в водном растворе при воздействии плазмы высоковольтного наносекундного разряда, инициируемого над поверхностью и в объёме раствора. Электроразрядная очистка от тестового загрязнителя производилась для образцов растворов на основе дистиллированной и грунтовой вод. Наибольшая степень разложения метилэтилкетона около 94 % была получена для случая раствора на основе грунтовой воды при воздействии неравновесной низкотемпературной плазмы разряда в воздухе атмосферного давления, формируемой над поверхностью раствора. Показано, что увеличение степени разложения тестового загрязнителя обеспечивается в режиме растягивания во времени процесса обработки растворов плазмой, а не увеличения частоты следования импульсов напряжения.

Впервые получено интегро-дифференциальное уравнение для расчета проникновения магнитного поля в сверхпроводник в мейснеровском состоянии для нестационарного случая с учетом возбуждения как сверхпроводящих, так и нормальных электронов согласно двухжидкостной модели сверхпроводников. При синусоидальном изменении магнитного поля данное интегро-дифференциальное уравнение сводится к модифицированному уравнению Лондонов, в котором получено комплексное выражение для глубины проникновения переменного магнитного поля в зависимости от частоты изменения магнитного поля и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов. С помощью модифицированного уравнения Лондонов рассмотрено проникновение переменного магнитного поля в плоскопараллельную сверхпроводящую пластину конечной толщины в зависимости от частоты поля.

Исследование квазистационарного электромагнитного поля на оси тороидального соленоида электрометрическим методом. Произведен эксперимент по обнаружению электрического поля на оси внутреннего отверстия экранированного тороидального соленоида с переменным током частотой 50 Гц. Измеренная электрометрическим методом ЭДС составляет 250 мВ. Показа-но, что это не связано с магнитным полем рассеяния. Полученный результат объясняется присутствием на оси тороида нестационарного векторного потенциала. За счет этого возникает силовое воздействие на электроны в металлическом зонде. Обсуждаются возможные теоретические вопросы и технические задачи, связанные с использованием электрических систем тороидального типа. Исследование квазистационарного электромагнитного поля на оси тороидального соленоида электрометрическим методом. Произведен эксперимент по обнаружению электрического поля на оси внутреннего отверстия экранированного тороидального соленоида с переменным током частотой 50 Гц. Измеренная электрометрическим методом ЭДС составляет 250 мВ. Показа-но, что это не связано с магнитным полем рассеяния. Полученный результат объясняется присутствием на оси тороида нестационарного векторного потенциала. За счет этого возникает силовое воздействие на электроны в металлическом зонде. Обсуждаются возможные теоретические вопросы и технические задачи, связанные с использованием электрических систем тороидального типа.

Датчики систем пожарной охраны для бюджетного потребителя имеют высокую долю ложных срабатываний. Представлен проект многоспектральной системы обнаружения возгорания, в которой полезный сигнал выделяется на фоне ложных помех путем комбинации сигналов с сенсоров, анализирующих изображения в нескольких спектральных (видимом, среднем ИК-, тепловом ИК-) диапазонах. Приведены результаты тестовых испытаний

Рассмотрено текущее состояние и перспективы развития мирового рынка
полупроводникового поликристаллического кремния (ПКК). Отмечено, что после долгого
периода низких цен на ПКК, что препятствовало росту инвестиций в отрасль, наступает пе-
риод выравнивания цен до уровня инвестиционной привлекательности. Приведены оценки баланса спроса и предложения до 2024 г. и в долгосрочной перспективе. Проанализированы основные технологические схемы получения ПКК в современных условиях. Отмечено, что некоторый профицит рынка ПКК сохранится в ближайшей и среднесрочной перспективе.

Однако провозглашенный всеми правительствами «зеленый поворот» в энергетике, развитие локальных рынков и восстановление цен до инвестиционно-привлекательного уровня, способствовали появлению новых проектов заводов по производству ПКК. Важным для России является вопрос выбора технологических особенностей реализации метода Сименс-ТХС.
Особенность ситуации в России — это наличии нескольких крайне важных рынков (солнечной энергетики, микроэлектроники, силовой электроники, фотоники, волоконной оптики), которые являются по мировым меркам незначительными и в равной мере испытывающими нехватку собственного сырья. Для России, по-видимому, особенную ценность могут представлять комплексные проекты

В прошлом году исполнилось 150 лет гениальному предсказанию Д.И. Менделеева, опи-
савшего свойства еще никому не известного экасилиция. Он отвел под него одну из пу-
стых ячеек своей таблицы – с предполагаемой атомной массой и другими характеристиками. А через 15 лет состоялось открытие этого элемента немецким химиком Клеменсом Александром Винклером, который получил его из редкого минерала – аргиродита (4Ag2S-GeS2) и назвал германием, предварительно заручившись на то согласием Менделеева.