Мы стоим в самом начале эры алмазной электроники. Миссия нашей компании – рост алмазов разными способами, их обработка и применение. Основная задача – рост особо крупных монокристаллов, 160 карат и более. У нас самое мощное в мире ростовое оборудование методом HPHT: 41 установка HPHT и 3 установки CVD. Области применения наших алмазов: космос, силовая, квантовая, СВЧ-электроника, электромобили, медицина.

Микроэлектроника почти достигла пределов по традиционным кремниевым технологиям и далее будет развиваться в направлении гетероинтеграции. Одно из перспективных направлений – кремний-углеродная интеграция, которую мы развиваем в нашем институте. Нами освоен селективный синтез углеродных нанотрубок (УНТ), совместимых с текущими кремниевыми технологиями по температуре. В ИНМЭ получены планарные суперконденсаторы на УНТ и автоэмиссионные катоды для вакуумных СВЧ-приборов. Уже освоено применение УНТ для аккумуляторов, электровакуумных приборов и функциональных композитных материалов для приборостроения. Перспективные области примнения УНТ: цифровая электроника, элементы СВЧ-электроники, сенсоры, автоэмиссионные приборы и источники электронов, вторичные элементы питания, гибкая электроника, оптоэлектронные компоненты.

Высочайшая скорость звука в алмазе и его высокая добротность (до 15000) позволяет создавать уникальные акустоэлектронные устройства с операционными частотами СВЧ- и КВЧ-диапазонов – нами впервые в России созданы приборы с частотой работы до 40 ГГц при комнатной температуре! Для возбуждения волн используется уникальное пьезоэлектрическое напыление из изоморфоного состава нитрида алюминия-скандия. Эти резонаторы представляют большой интерес, в частности для будущих поколений телефонов.

Углеродные наноструктуры перспективны для применения в экстремальной электронике. Мы научились получать сверхдлинные углеродные нанотрубки длиной до 16 км! При этом они идеальные по структуре. Это гибкие ленты и бумага с высокой электропроводностью. Области их примнения: суперконденсаторы, проводящие добавки в катоды литий-ионных аккумуляторов, медицинские малоинвазивные устройства. В частности, нами разработан малоинвазивный сенсор глюкозы – зонд субмиллиметровой толщины, который вводится под кожу на глубину до 7 мм.

Углеродная электроника имеет реальные перспективы в ближайшие несколько лет, но для этого необходимы серьезная материальная и научная база. Уже получены суперконденсаторы на нанотрубках емкостью около 10 фарад. С 2006 года мы выпускаем алмазные диоды Шоттки для спецпримнений – на напряжение 1000 вольт и выше. Также мы создали прототип силового алмазного транзистора по топологии около 1 мкм – полевой транзистор с затвором Шоттки на высокое напряжение. Активно исследуются: силовая алмазная электроника для передачи, генерации и преобразования электроэнергии, композитные акустоэлектронные устройства СВЧ-диапазона для систем сотовой связи, навигации, радиолокации и сенсорики. Незаменимо использование алмазов для рентгена – можно создать надежные детекторы любого жесткого излучения.

Наши HPHT- и CVD-алмазы находят примнение в квантовых приборах. Компания производит HPHT-монокристаллы размером до 167 карат. А CVD-алмазы – квантового качества на пластинах диаметром до 150 мм. На наших кристаллах разрабатываются квантовые гироскопы и квантовые магнитометры. Лазерное направление: нами впервые получена генерация на NV-центрах в алмазе. Мы отработали технологию получения излучателей на таких кристаллах. Стоит задача создания лазерного и квантово-сенсорного алмаза в виде PIN-диода. Также хотим делать элементы оптической памяти. Можем создать хороший дозиметр ионизирующего излучения.

Нами создаются алмазные теплоотводы из поликристаллического алмаза для применений в электронике. Из алмазных пластин диаметром 70-100 мм мы удаляем Si-подложку и графит, производим термошлифовку CVD-пластин, далее – металлизацию с переходным слоем из кремния с ионной имплантацией бора. Наши изделия получают много положительных откликов у российских создателей специализированной электроники.

Алмазный квантовый компьютер на NV 13C обретает черты реальности. Реализация масштабирования сталкивается с многочисленными проблемами, но уже сделаны первые шаги. Точная имплантация NV-центров стала реальностью. Уже создается и тестируется гибридный квантовый регистр. Гибридная алмазная фотоника позволяет создавать интегрированные алмазные структуры, КМОП-интегрированный квантовый сенсор на NV-центрах.

Россия – исторически один из пионеров искусственных алмазов в мире. Мы занимаемся промышленным выращиванием алмазов, HPHT и CVD. Нам удалось подняться от 30 до 150 карат по размеру кристалла. Мы можем производить до 1000 карат за один синтез в прессах высокого давления. Теперь стоит задача перейти от кристаллов ювелирного качества к кристаллам электронного качества. Стоимость ювелирного алмаза сейчас резко упала из-за больших объёмов их производства в Китае. И в ювелирных алмазах можно найти участки электронного качества. Используем разращивание пластин методом CVD с очень низкой плотностью дислокаций. Облучением получаем NV-центры в HPHT-алмазах – производим подложки квантового качества для квантовых сенсоров для беспилотных и роботизированных систем. Осваиваем производство рентгеновских линз для синхротронов, оптических окон и хрусталиков для глаз совместно с Росатомом. В MIT на наших алмазных пластинах уже производится серийная продукция. Высокие характеристики наших кристаллов уже подтверждены на электронных приборах ИПФ РАН – алмазных диодах Шоттки и транзисторах.