Технопарк "Дубна"

ОАО "Дубна-Система" работает в нашем городе около пяти месяцев. За это время рассмотрено несколько научно-технических проектов, представляющих интерес с точки зрения быстрого внедрения и финансовой окупаемости, но первый приоритет отдан разработке лавинных микропиксельных фотодекторов. Наш корреспондент Надежда Кавалерова встретилась с автором изобретения Заиром Садыговым, сотрудником Лаборатории высоких энергий ОИЯИ, и записала его рассказ.

Я в Дубне почти десять лет, до этого работал в Троицке, в Институте ядерных исследований РАН, с сотрудниками которого и сейчас продолжаю совместные исследования. В основе идеи создания лавинных микропиксельных фотодетекторов лежит философия поиска путей создания более совершенных приборов при отсутствии совершенных технологических условий (технологический уровень отечественной микроэлектроники всем известен).

Все развитие микроэлектроники идет в направлении уменьшения размеров приборов при увеличении эффективности их работы и уменьшении себестоимости. Мы с вами хорошо помним ламповые приборы, в том числе и телевизоры. Вся электроника 50-х годов прошлого века была ламповой. Но с середины 60-х все ламповые приборы стали заменять на полупроводниковые. Однако фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) долгое время не поддавался такой замене - считалось, что этому прибору нельзя найти полупроводниковый аналог. Потребность в ФЭУ всегда была велика, нет практически ни одного ядерно-физического эксперимента, в котором бы они не использовались, поэтому, рано или поздно, надо было приступать к решению этой трудной задачи - миниатюризации и совершенствованию характеристик прибора. Этим я занялся еще в Троицке (в ИЯИ РАН), где тогда жил и работал.

В то время, принимая во внимание уровень отечественной технологии, такая задача была почти неразрешима. Причина в том, что вакуум и вещество диаметрально противоположны. Если в вакууме нет помех, грязи, шумов, то любое вещество неоднородно. Даже ничтожно малые неоднородности в полупроводнике могут привести к выходу из строя традиционного лавинного фотодиода. Поэтому первое, что мы должны были сделать, - добиться чистоты полупроводникового кристалла и технологического оборудования. Но этого нельзя было достичь в наших условиях. Решили идти другим путем - добиваться однородности вещества (в данном случае - кремния), дробя его на мелкие кусочки (пиксели), пока не доходили до однородной частички кристалла. При этом пиксели должны работать независимо друг от друга и иметь общий выход для съема сигнала. В электронике хорошо известно явление лавинного размножения носителей заряда в полупроводнике. И мы разбили диод на много-много маленьких диодиков с индивидуальным гасящим микросопротивлением. Необходимость такого микросопротивления вызвана тем, что, если бы хоть одна микронная точка оказалась неоднородной, в этом месте прибор был бы пробит насквозь.

Эта идея и привела нас к созданию микропиксельных лавинных диодов. Каждый пиксель размером от 2 до 50 микрон представляет собой микродиод со своим последовательным гасящим микроэлементом (резистором). Лавинный процесс осуществляется в около- (и выше-) пробойном режиме, очень трудном и неуправляемом. Но мы вынуждены в нем работать, так как только таким путем можно усилить сигнал. Там, где свет поглощается, где происходит детектирование, мы его усиливаем и транспортируем дальше. Можно сказать, что каждый такой микропиксель представляет собой разрядник (микросчетчик Гейгера) со своим гасящим сопротивлением. Если в каком-то микропикселе образуется всего один фотоэлектрон, происходит самогасящийся разряд и возникает большой ток. Дальше этот ток передается в общий канал съема сигнала.

Вот суть изобретения, которое мы запатентовали еще десять лет назад. На первый взгляд, все очень просто, и многие разработчики жалеют о том, что не предложили это раньше нас. Честно говоря, я тоже жалею о том, что не смог реализовать идею еще раньше. Любая новая вещь кажется простой, когда она осуществлена.

Конечно, для применения каждого прибора важна потребность в нем. Сейчас, с наступлением эры информационных технологий, такая потребность есть. Области применения нашего прибора разнообразны - от физических исследований до медицины, бытовой техники, охранных систем. Чтобы прибор начал жить своей самостоятельной жизнью, нужны заказы, нужны инвесторы. Очень хорошо, что в нашем городе появилась фирма "Дубна-Система", занимающаяся поиском и привлечением инвестиций, внедрением изобретений, - это значительно облегчит жизнь ученым. Что говорить, у нас всегда путь от идеи до разработки был непростительно долгим...