Дмитрий Рощупкин представил перспективные 2D-материалы для микроэлектроники будущего
На пленарном заседании «Микроэлектроника: перспективы развития и технологические вызовы», которое состоялось 29 сентября на форуме «Микроэлектроника 2026», директор Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Рощупкин рассказал о перспективах применения двумерных материалов в микроэлектронике.
Одним из наиболее перспективных материалов считается графен. Он был открыт в 2004 году в ходе совместных исследований с ИПТМ РАН, а в 2010 году Андрею Гейму и Константину Новосёлову за новаторские эксперименты с графеном была вручена Нобелевская премия по физике, рассказал докладчик. Графен представляет собой двумерный кристалл из одного слоя атомов углерода, обладает 98-процентной прозрачностью, исключительно высокой электропроводностью и сверхвысокой теплопроводностью, что делает его одним из главных кандидатов на использование в микроэлектронике.
Однако это не единственный перспективный материал. В ИПТМ РАН методом химического осаждения из газовой фазы при низком давлении с однократным напуском ацетилена на плёнках катализатора удалось получить многослойный развёрнутый графен, который также называют муаровым. Его структура состоит из многослойных слоёв графена, а толщина плёнки составляет от 15 до 70 нанометров, что соответствует 40–200 слоям. «Мы можем определять свойства этих графеновых плёнок и задавать их», — подчеркнул Дмитрий Рощупкин. Среди других двумерных материалов для производства транзисторов он также выделил дисульфид молибдена, чёрный фосфор и ряд других.
Дмитрий Рощупкин также обратил внимание на проблемы, связанные с двумерными материалами. Среди них он назвал сложность производства, поскольку количество технологических операций с двумерными структурами возрастает, ограничения характеристик устройств, вопросы долговечности и интеграции с кремниевыми технологиями, а также безопасность для окружающей среды. Он добавил, что при уменьшении размеров в микроэлектронике возрастает сопротивление и температура, а в графене сопротивление очень высокое, поэтому всё начинает нагреваться. «С ними надо работать осторожно», — предупредил учёный.
Говоря о будущем, докладчик отметил, что уже продемонстрированы одиночные приборы на основе двумерных плёнок — световые эмиттеры, транзисторы, фотодетекторы и элементы памяти. Следующий этап — латеральная интеграция этих приборов, гетероструктуры и фазовые переходы, а конечная цель — трёхмерная интеграция, включающая латеральную интеграцию и интеграцию по высоте.
Российский форум «Микроэлектроника 2026» проходит с 27 сентября по 3 октября 2026 года на площадке Научно-технологического университета «Сириус» при поддержке Российской академии наук. В мероприятиях участвуют представители научного сообщества, государственных структур и бизнеса. В центре обсуждения — стратегия обеспечения национального технологического суверенитета в микроэлектронной отрасли, ход выполнения программ её развития, меры государственной поддержки, кадровые вопросы и другие темы. Форум включён в план мероприятий Десятилетия науки и технологий, объявленного указом Президента Российской Федерации Владимира Путина.
