Научные и технологические новости на нитридном направлении в России.
Обзор 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы»

Конференция продолжила традицию предыдущих совещаний и конференций, проводившихся поочередно в Москве и в Санкт-Петербурге с 1997г. Работы по нитридам в России возобновились в 1996 г., когда японскими учеными был сделан прорыв в создании эффективных синих светодиодов на основе GaN. Тогда исследования велись преимущественно в ФТИ им. А. Ф. Иоффе и на Физическом факультете МГУ, эти исследовательские группы поддерживали постоянную связь, а также принимали участие в семинарах и конференциях, проводившихся за рубежом. С 2001 г. совещания приобрели статус Всероссийских конференций. Они проводятся, по традиции, попеременно в МГУ и ФТИ, в них принимают участие более 60 отечественных организаций, ученые из восьми зарубежных стран, число участников превысило 200, а устных и стендовых докладов насчитывается более 120. Конференцию финансово и технически поддержали Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и 10 других организаций и компаний.

Рис. 1. Доклад ученого секретаря Организационного комитета конференции В. В. Лундина

В 2007–2009 гг. в России были анонсированы государственные, муниципальные и ведомственные программы инновационного развития, в которые входили и работы, связанные с нитридной тематикой. Корпорации РОСНАНО и «Ростехнологии» стали финансировать разработки и производство светодиодов на основе GaN. РФФИ активно поддерживал исследования по нитридам в академических организациях. Министерство энергетики включило работы по светодиодному освещению как приоритетные для экономии электроэнергии. ОАО РЖД составило программу внедрения светодиодной техники на российских железных дорогах, успешно выполняемую в течение четырех лет. Оборонные предприятия стали разрабатывать устройства с применением мощных СВЧ-транзисторов на основе GaN.

С этими событиями (как и со взлетом фундаментальных и прикладных исследований нитридных полупроводников и их промышленного использования во всем мире) естественно было связано развитие данной тематики в нашей стране. За два года, прошедшие с предыдущей Всероссийской конференции (Санкт-Петербург, май 2011 г.), исследования и разработки нитридных полупроводников, структур и приборов на их основе в России существенно продвинулись. Сессии, посвященные фундаментальным научным проблемам, в очередной раз продемонстрировали существенный вклад отечественной науки в мировой научный процесс.

Рис. 2. Заседание «Круглого стола» по проблемам промышленного применения технологий нитридных полупроводников в России: Д. А. Бауман («Светлана-Оптоэлектроника»), Е. В. Долин (НППС), Г. В. Иткинсон («Тетис»), В. А. Буробин (Завод «Пульсар»), В. М. Устинов (ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН)

На конференции прозвучали доклады о новых работах по технологии роста светодиодных структур методами металло-органической эпитаксии для сине-зеленой области спектра (ФТИ им. А. Ф. Иоффе, «Светлана-Оптоэлектроника», «Тетис», «Оптоган»), теории и компьютерных программах расчета этих структур («Софт-Импакт»). Внешний квантовый выход излучения светодиодов в синей области достиг 60% (доклад Д. А. Закгейма и Д. А. Баумана, «Светлана-Оптоэлектроника»). Эта технология успешно разрабатывается в компании «Светлана–Рост» (Санкт-Петербург), в фирме «Элма-Лаб» (Зеленоград), в Институте Полупроводников Сибирского отделения РАН для СВЧ-транзисторов с высокой подвижностью, представители которых рассказали о своих работах. о работах по выращиванию объемных кристаллов AlN и GaN, сулящих перспективы для эпитаксиальных подложек, которые существенно улучшают кристаллическое совершенство гетероструктур. Очень интересные обзоры по УФ-лазерам на основе AlGaN представили П. Перлина (Институт Физики Польской Академии Наук) и Е. В. Луценко (белорусский Институт Физики).

Рис. 3. Зам. председателя Оргкомитета конференции член-корр. РАН П. С. Копьев на заседании «Круглого стола»

На конференции были представлены исследования по гетероструктурам для ультрафиолетовой области спектра, росту этих структур методами молекулярно-лучевой эпитаксии, разработки УФ-лазеров, светодиодов и солнечно-слепых фотоприемников (группа С. В. Иванова и В. Н. Жмерика в ФТИ им. А. Ф. Иоффе, групаа К. С. Журавлева в ИФП СО РАН). Эти работы находятся на международном уровне. Также на высоком уровне были доклады по твердым растворам InGaN, близким к InN, которые нетривиальным образом могут быть применены в солнечных фотоэлементах.

В области исследования мощных эффективных светодиодов белого свечения следует отметить работу фирмы «Оптэл», сделанную совместно с группой А. Н. Туркина (Физический факультет МГУ).

Наше научное сообщество уже в течение 15 лет, начиная с первых совещаний и конференций, обращается в Правительство РФ, в профильные министерства, в Научный Совет при Президенте РФ с решениями конференций и письмами, призывающими к созданию государственной программы развития светодиодной промышленности и светодиодного освещения. Эти письма сыграли свою роль в инициировании событий 2007–2009 гг., о которых было сказано выше. И на 9-й конференции по традиции был организован «Круглый стол» по проблемам промышленного применения технологий нитридных полупроводников в России.

Научные исследования и технологические разработки нитридных полупроводников, структур и приборов на их основе создают прочный фундамент для отечественной светодиодной промышленности и энергосберегающего светодиодного освещения. Однако комплексная государственная программа их развития в России до сего времени не принята. Организаторы конференции предложили руководителям корпораций, министерств и ведомств прислать своих представителей на «Круглый стол». Но откликнулся на приглашение только представитель «Российской Электроники» А. М. Кочнев (зам. генерального директора). Руководители таких крупных российских фирм, как «Эпи-центр», НИИ «Платан», «ОПТЭЛ», «Светлана–Рост», «НИИ Полупроводниковых приборов», «Оптоган», «Тетис», производящих светодиоды, активно участвовали в обсуждении проблем. В дискуссии промышленники призывали академические институты и университеты давать научные рекомендации и разработки, подкрепленные патентами на интеллектуальную собственность. Они жаловались на конкуренцию иностранных (в частности, китайских) компаний, в которой государство должно помочь отечественным производителям. Было сказано, что чисто рыночные условия не могут способствовать развитию высокотехнологической части отечественной светодиодной промышленности, но обусловливают быстрое и широкое применение светодиодного освещения в России за счет импорта светодиодов. Академические участники предлагали промышленникам давать заказы на исследования и разработки, подкрепленные финансовыми договорами.

Рис. 4. Обсуждение участниками конференции докладов стендовой сессии

Важно, что нитридные технологии не ограничиваются только светодиодной промышленностью, нитридные полупроводники — это новый раздел всей электроники: и оптоэлектроники, и СВЧ-техники, и силовой электроники. Не только экономическое и социальное развитие, не только рынок, но и оборонные проблемы страны требуют единой государственной программы. Нужно серьезное целевое финансирование конкретных групп и лабораторий в связке с промышленными предприятиями; нужны современные нитридные заводы со стандартной технологией, где можно будет внедрить отечественные разработки.

Несмотря на существующие проблемы, участники конференции выразили уверенность в том, что Всероссийские конференции по нитридам способствуют дальнейшему развитию научных исследований по этой тематике в России, восстановлению отечественной светодиодной промышленности, внедрению светодиодных технологий в освещение. Итоги обсуждения за «Круглым столом» будут доведены до сведения корпораций, министерств и ведомств.

10-ю Всероссийскую конференцию «Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы» предполагается провести в 2015 г. в Санкт-Петербурге.