Учёные МФТИ представили разработки на основе двумерных материалов на форуме «Микроэлектроника-2026»
МФТИ — Московский физико-технический институт ·
Графеновые приёмники для высокоскоростной связи, энергонезависимая память и гибкие сенсоры стали темами круглого стола «Перспективные двумерные материалы» на Российском форуме «Микроэлектроника-2026». МФТИ организовал встречу в рамках реализации программы Научного центра мирового уровня «Центр перспективной микроэлектроники». Участники представили результаты исследований и прототипы устройств, обсудили технологии производства и возможности внедрения разработок на отечественных предприятиях. В обсуждении приняли участие директор Института квантовых технологий МФТИ Виктор Иванов, руководитель Центра перспективной электроники МФТИ Алексей Заблоцкий, начальник лаборатории создания цифровых двойников на основе машинного обучения АО «НИИМЭ» Фёдор Мещанинов и исследователи МФТИ, работающие в области оптоэлектроники, новых материалов и спинтроники. Заведующий лабораторией оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов представил новые оптоэлектронные устройства на основе графена. Отсутствие запрещённой зоны затрудняет создание обычного транзистора на этом материале, однако его термоэлектрические свойства позволяют разрабатывать быстродействующие фотодетекторы. Под действием излучения нагревается преимущественно электронная подсистема графена, а процессы термализации занимают сотни фемтосекунд. Команда МФТИ создала графеновый приёмник для субтерагерцового диапазона, перспективного для сетей 6G и Wi-Fi с высокой несущей частотой. При несущей частоте около 130 ГГц устройство продемонстрировало частоту модуляции более 40 ГГц и динамический диапазон 75 дБ. По оценке исследователей, предел его быстродействия выше, но проверить это пока не позволяет доступное измерительное оборудование. Дмитрий Свинцов также рассказал о детекторах, способных различать спектральный и поляризационный состав излучения. Такие устройства используют плазмонный резонанс в двумерных материалах, которым можно управлять с помощью напряжения на затворе. Применению двумерных материалов в энергонезависимой памяти посвятил выступление главный научный сотрудник Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием в области нанотехнологий МФТИ Андрей Маркеев. Он рассказал о сегнетоэлектрических транзисторах памяти – FeFET – с каналом из дисульфида молибдена (MoS₂). Докладчик представил результаты компании TSMC: в рассмотренных устройствах замена кремниевого канала на MoS₂ позволила снизить напряжение записи с 5 до 1 В. Ресурс перезаписи достиг 10¹² циклов - на несколько порядков больше, чем у существующих кремниевых FeFET. В лабораториях МФТИ исследователи получили слой MoS₂ толщиной в один монослой, по структуре близкий к монокристаллическому. Этот результат создаёт основу для отечественных разработок энергонезависимой памяти нового типа, в том числе для нейроморфных вычислений. Технологии синтеза двумерных материалов представил старший научный сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ, начальник лаборатории Института нанотехнологий микроэлектроники РАН Михаил Тархов. Он рассказал о развитии атомно-слоевого осаждения (ALD), которое позволяет выращивать тонкие слои и контролировать их толщину с точностью до монослоя. Одна из задач исследователей – выстроить технологическую линейку изготовления таких слоёв для поставок на отечественный рынок. По словам докладчика, вопрос доступа к сверхчистым прекурсорам – исходным веществам для синтеза – решён, экспериментальная работа продолжается. Для контроля качества материалов учёные используют рентгеновскую рефлектометрию и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию. Заведующий лабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ Александр Чернов представил исследования двумерных магнитных полупроводников. Эти материалы сохраняют магнитные свойства при толщине всего в несколько слоёв и могут стать основой компактных энергоэффективных устройств. Другой темой его выступления стали сенсоры влажности и газов. Дефекты в двумерных материалах могут служить центрами захвата молекул, позволяя регистрировать их присутствие. Электрическое поле даёт возможность управлять чувствительностью сенсоров к анализируемому веществу и увеличивать её в десятки раз. Среди дальнейших задач – создание компактных и гибких сенсоров, способных регистрировать несколько параметров. В завершение встречи участники обсудили переход от отдельных экспериментальных элементов к матрицам устройств и их внедрение на отечественных производственных площадках. Для высокочастотных фотоприёмников, как отметили докладчики, востребованы иные масштабы выпуска, чем для массового производства процессоров. Научный центр мирового уровня «Центр перспективной микроэлектроники» разрабатывает технологии на основе новых функциональных материалов разной размерности для создания электронных и фотонных устройств нового поколения. Основными заказчиками результатов его работы выступают предприятия отечественной микроэлектронной отрасли. Приоритеты центра – безопасность получения, хранения, передачи и обработки информации, а также технологии микроэлектроники и фотоники. МФТИ координирует работу НЦМУ. В состав центра также входят ВНИИА им. Н. Л. Духова, Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН и Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН. Основные индустриальные партнёры – ГК «Элемент», АО «НПО „Орион“» Госкорпорации «Ростех» и ПАО «Газпром нефть».
Графеновые приёмники для высокоскоростной связи, энергонезависимая память и гибкие сенсоры стали темами круглого стола «Перспективные двумерные материалы» на Российском форуме «Микроэлектроника-2026». МФТИ организовал встречу в рамках реализации программы Научного центра мирового уровня «Центр перспективной микроэлектроники». Участники представили результаты исследований и прототипы устройств, обсудили технологии производства и возможности внедрения разработок на отечественных предприятиях. В обсуждении приняли участие директор Института квантовых технологий МФТИ Виктор Иванов, руководитель Центра перспективной электроники МФТИ Алексей Заблоцкий, начальник лаборатории создания цифровых двойников на основе машинного обучения АО «НИИМЭ» Фёдор Мещанинов и исследователи МФТИ, работающие в области оптоэлектроники, новых материалов и спинтроники. Заведующий лабораторией оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов представил новые оптоэлектронные устройства на основе графена. Отсутствие запрещённой зоны затрудняет создание обычного транзистора на этом материале, однако его термоэлектрические свойства позволяют разрабатывать быстродействующие фотодетекторы. Под действием излучения нагревается преимущественно электронная подсистема графена, а процессы термализации занимают сотни фемтосекунд. Команда МФТИ создала графеновый приёмник для субтерагерцового диапазона, перспективного для сетей 6G и Wi-Fi с высокой несущей частотой. При несущей частоте около 130 ГГц устройство продемонстрировало частоту модуляции более 40 ГГц и динамический диапазон 75 дБ. По оценке исследователей, предел его быстродействия выше, но проверить это пока не позволяет доступное измерительное оборудование. Дмитрий Свинцов также рассказал о детекторах, способных различать спектральный и поляризационный состав излучения. Такие устройства используют плазмонный резонанс в двумерных материалах, которым можно управлять с помощью напряжения на затворе. Применению двумерных материалов в энергонезависимой памяти посвятил выступление главный научный сотрудник Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием в области нанотехнологий МФТИ Андрей Маркеев. Он рассказал о сегнетоэлектрических транзисторах памяти – FeFET – с каналом из дисульфида молибдена (MoS₂). Докладчик представил результаты компании TSMC: в рассмотренных устройствах замена кремниевого канала на MoS₂ позволила снизить напряжение записи с 5 до 1 В. Ресурс перезаписи достиг 10¹² циклов - на несколько порядков больше, чем у существующих кремниевых FeFET. В лабораториях МФТИ исследователи получили слой MoS₂ толщиной в один монослой, по структуре близкий к монокристаллическому. Этот результат создаёт основу для отечественных разработок энергонезависимой памяти нового типа, в том числе для нейроморфных вычислений. Технологии синтеза двумерных материалов представил старший научный сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах МФТИ, начальник лаборатории Института нанотехнологий микроэлектроники РАН Михаил Тархов. Он рассказал о развитии атомно-слоевого осаждения (ALD), которое позволяет выращивать тонкие слои и контролировать их толщину с точностью до монослоя. Одна из задач исследователей – выстроить технологическую линейку изготовления таких слоёв для поставок на отечественный рынок. По словам докладчика, вопрос доступа к сверхчистым прекурсорам – исходным веществам для синтеза – решён, экспериментальная работа продолжается. Для контроля качества материалов учёные используют рентгеновскую рефлектометрию и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию. Заведующий лабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ Александр Чернов представил исследования двумерных магнитных полупроводников. Эти материалы сохраняют магнитные свойства при толщине всего в несколько слоёв и могут стать основой компактных энергоэффективных устройств. Другой темой его выступления стали сенсоры влажности и газов. Дефекты в двумерных материалах могут служить центрами захвата молекул, позволяя регистрировать их присутствие. Электрическое поле даёт возможность управлять чувствительностью сенсоров к анализируемому веществу и увеличивать её в десятки раз. Среди дальнейших задач – создание компактных и гибких сенсоров, способных регистрировать несколько параметров. В завершение встречи участники обсудили переход от отдельных экспериментальных элементов к матрицам устройств и их внедрение на отечественных производственных площадках. Для высокочастотных фотоприёмников, как отметили докладчики, востребованы иные масштабы выпуска, чем для массового производства процессоров. Научный центр мирового уровня «Центр перспективной микроэлектроники» разрабатывает технологии на основе новых функциональных материалов разной размерности для создания электронных и фотонных устройств нового поколения. Основными заказчиками результатов его работы выступают предприятия отечественной микроэлектронной отрасли. Приоритеты центра – безопасность получения, хранения, передачи и обработки информации, а также технологии микроэлектроники и фотоники. МФТИ координирует работу НЦМУ. В состав центра также входят ВНИИА им. Н. Л. Духова, Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН и Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН. Основные индустриальные партнёры – ГК «Элемент», АО «НПО „Орион“» Госкорпорации «Ростех» и ПАО «Газпром нефть».