Российские учёные близки к созданию космической электроники нового поколения

Учёные Национального исследовательского университета «МИЭТ» (НИУ МИЭТ) близки к созданию космической электроники нового поколения.

Речь идёт о методе точного контроля работы микросхем, используемых в экстремальных условиях космоса. По мнению специалистов, это поможет в разработке нового класса вакуумных нанотранзисторов, не чувствительных к радиации и высокой температуре, передаёт РИА Новости со ссылкой на Sensors and Actuators A: Physical.

При этом поясняется, что миниатюризация элементов современной электроники ведёт к росту её уязвимости, так как при отсутствии соответствующих мер защиты вывести её из строя или вызвать случайные системные сбои может экстремальная температура, воздействие «жёсткого» излучения или поток тяжёлых частиц.

При уменьшении устройств ниже 10 нанометров электронные элементы становятся наиболее чувствительны к внешнему воздействию. Поэтому их использование в космическом пространстве становится практически невозможным, так как даже в наземной аппаратуре на таких размерах могут наблюдаться аномальные программные ошибки, что увеличивает вероятность нестабильной работы.

«Это связано с высокой чувствительностью суб-10 нм полупроводниковых транзисторов к одиночным радиационным эффектам и эффектам смещения из-за воздействия космических лучей», – подчеркнул начальник Научно-исследовательской лаборатории «Моделирование и разработка устройств нано- микросистемной техники» НИУ МИЭТ Глеб Демин.

По его словам, наземный поток нейтронов на уровне моря может вызывать необратимые структурные дефекты кристаллической решетки, что приводит к повреждению, которое обуславливает изменение подвижности носителей заряда и сдвиг рабочих напряжений.

Это в свою очередь, пояснил он, провоцирует непредвиденные ошибкам и делает поведение микросхем непредсказуемым. Замена же полупроводникового канала, по которому переносится заряд в КМОП транзисторах, вакуумным зазором позволяет увеличить их быстродействие и надёжность.

Таким образом, электроны не соударяются с решеткой, что увеличивает скорость их переноса, а электрический ток в зазоре менее чувствителен к радиационным и тепловым эффектам.

«Достигнутые результаты могут быть использованы для разработки нового класса вакуумных нанотранзисторов и компактных электронных источников на основе многоострийных полупроводниковых катодов. Кроме того, наши данные позволяют лучше согласовать теорию с практикой и более точно рассчитать реальные, эффективные параметры разрабатываемых транзисторов с вакуумным зазором», – резюмировал Демин.