Запредельная стойкость

В Новосибирске совершили настоящий технологический прорыв, открывающий новую эпоху в развитии силовой электроники

Иван Ведин, младший научный сотрудник Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, вернулся из Москвы с большой победой. Представленный им проект новой технологии нанесения высококачественных теплопроводящих покрытий для диэлектрики имел ошеломительный успех на Второй молодежной научно-практической конференции «Региональные программы и проекты в области интеллектуальной собственности глазами молодежи». Молодому новосибирскому ученому вручены золотая медаль и диплом Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС).

Дело не в количестве
Награду от ВОИС (учреждена ООН для поощрения творчества и содействия защите интеллектуальной собственности во всем мире) Иван Александрович демонстрирует нам в лаборатории института.

«Медаль в самом деле золотая?» — спрашиваю. Оказывается, металл, из которого изготовлен увесистый символ научно-технологического прорыва, — бронза. Однако это нисколько не умаляет значения события. Отправляясь с презентацией проекта в Совет Федерации, где 22 апреля проходило награждение победителей, Иван Ведин даже не предполагал, что работа, выполненная под его руководством авторским коллективом, будет признана лучшей из 110 представленных от 179 авторов из пяти федеральных округов РФ.

Причем если от Новосибирска были делегированы на конференцию только два проекта (второй участник от региона — Даниил Алексеев, младший научный сотрудник Института геологии и минералогии имени Соболева), то от Белгородской области, например, выставились сразу несколько десятков претендентов. Честно говоря, удивило, что новосибирцев заявилось так мало. Ведь у нас только резидентов Академпарка — на целый самолет.

Впрочем, дело ведь не в количестве.

Где совершаются прорывы
Если кто-то думает, что все научные прорывы совершаются в напичканных новейшим оборудованием «дворцах науки», он сильно ошибается. Кабинет, где работают авторы изобретения, судьбоносного для целого ряда высокотехнологичных направлений, по размерам меньше школьного класса. Он весь заставлен коробками и допотопной мебелью (лаборатория, кстати, начинена тоже отнюдь не новинками техники). Как выяснилось, здесь готовятся к переезду в новый корпус. Поэтому настроение, что называется, чемоданное. Экспериментальная модель испарителя тоже в «чемодане», в разобранном виде. В нашем распоряжении — презентация, снимки и чертежи промышленного образца.

Суть технологии, аналогов которой нет в мире, — нанесение однородных металлизированных теплопроводящих покрытий на кристаллические полупроводниковые и керамические структуры с использованием вакуумного дугового испарителя. То, что предложила группа новосибирских ученых, существенно превосходит все известные решения.

— Перед нами стояла задача создать технологию, позволяющую преодолеть ограничения на стойкость полупроводниковых элементов к деформации, разрушение от перегрева, — рассказывает Иван Ведин. — Применение этой технологии позволяет повысить предельные характеристики изделий лазерной физики, полупроводниковой и оптоэлектроники и открывает путь к созданию высокоэффективных устройств в совершенно новом диапазоне предельных мощностей.

История изобретения
В процессе работы мощных лазеров выделяется колоссальное количество тепловой энергии. Если ее не снимать, кристалл перегреется и разрушится.

— Мы столкнулись с тем, что существующие технологии уже не отвечают возрастающим исследовательским потребностям, — говорит Владимир Бельтюгов, представляющий полупроизводственное подразделение института, обеспечивающее лаборатории оптическими покрытиями, в том числе металлизацией. — Изучили весь имеющийся опыт в России и за рубежом, в итоге создали собственную технологию. Немаловажно, что нам удалось сконструировать установку, которую мы можем встроить в наш технологический парк без больших затрат. Ведь покупка готового оборудования (а мы нуждаемся как минимум в пяти установках) — это миллионы долларов.

Новосибирским ученым удалось создать метод, при помощи которого достигнута высочайшая скорость испарения металла, а эффективность его использования возросла до 80 процентов. Для сравнения: возможности существующих в мире аналогов ограничиваются 10 процентами.

— Новая технология нанесения металлизированных покрытий позволяет обеспечить максимально эффективный теплосъем с активных элементов, — поясняет Сергей Ватник, руководитель подразделения «Сектор твердотельных лазерных систем с диодной накачкой». — Ее разработали специально под лазерные задачи, но она оказалась настолько полезна, что работа фактически выделилась в отдельное направление. Помимо лазерной техники, технология интересна для электроники, изготовления тонких металлических пленок, для СВЧ-компонентов, создания различного рода переходных слоев на керамиках для последующей пайки, высоковольтных электродов. Область применения самая обширная.

В качестве задела был изготовлен экспериментальный модуль. Первых результатов оказалось достаточно, чтобы оформить патент на изобретение. Следующий этап — внедренческая деятельность.

У команды ученых готов проект промышленной установки с увеличенным ресурсом надежности, есть вся конструкторская документация, но это, по мнению Сергея Ватника, надо делать уже в кооперации с заинтересованными партнерами — промышленниками. Их круг известен.

На поток поставить дешевле
— Ориентировочно создание специализированной системы напыления обойдется в 4,5 миллиона рублей, — включается в разговор Пётр Курбатов, стоявший у истоков разработки новой технологии. — Для внедрения собственно образца в уже имеющуюся камеру — меньше. Но дело в том, что в установке есть специальные металлокерамические узлы, которые поштучно никто не возьмется изготавливать. Это должна быть партия. Один элемент, к примеру тоководы, обойдется в 400 — 500 тысяч рублей. И таких элементов немало. Себестоимость поставленного на поток испарителя сократится в разы. Составляющие могут производить новосибирские предприятия «НЭВЗ-Керамикс», ПО «Север». Кстати, тот же НЭВЗ мог бы стать потенциальным потребителем новой системы металлизированного напыления на керамические подложки.

Правда промышленники, как говорят разработчики, еще не знают о новой технологии. Как сложатся отношения между вероятными партнерами — учеными и промышленниками, загадывать рано, но перспектива рисуется многообещающая. Авторы проекта, Институт лазерной физики, являющийся владельцем патента, открыты для диалога с представителями всех отраслей, куда можно было бы внедрить технологию.

Ученые сейчас оформляют заявки в фонды поддержки — Российский научный фонд и Фонд фундаментальных исследований. Подана заявка в программу реиндустриализации экономики Новосибирской области. Иван Ведин уверен, что источники финансирования внедренческого этапа найдутся.

КОММЕНТАРИЙ
Виктор КОСОУРОВ, первый заместитель председателя комитета Совета Федерации по науке, образованию и культуре:
— Поиск и всестороннее развитие творческих способностей талантливых детей и молодежи, стимулирование их интереса к научной и инновационной деятельности являются важным элементом государственной образовательной и молодежной политики нашей страны. Основными целями состоявшейся конференции стали популяризация вопросов интеллектуальной собственности, изучение успешного опыта реализации региональных научных и образовательных проектов в этой сфере, представление их субъектам Федерации для установления контактов и возможного тиражирования.

СПРАВКА
Организаторами научно-практической конференции «Региональные программы и проекты в области интеллектуальной собственности глазами молодежи» являются комитет СФ по науке, образованию и культуре, Всемирная организация интеллектуальной собственности и Российская государственная академия интеллектуальной собственности.

Участниками конференции стали сотни школьников, студентов, молодых ученых и изобретателей России в возрасте от 14 до 30 лет, имеющих положительный практический опыт реализации проектов на бесплатной основе в области интеллектуальной собственности, зарегистрировавших патенты или подавших заявки на регистрацию, имеющих публикации в научных журналах.