Нобель и Шнобель в одной корзине

Самое поразительное, что графен впервые выделили только в 2004 году и сделали это неожиданно просто: наклеили на графит полоску скотча, а потом отобрали под микроскопом самые тонкие из прилипших к ней чешуек. Это перевернуло всё с ног на голову в мире микроэлектроники. Сегодня графен уже пытаются применять в промышленности - Samsung собирается покрывать свои мониторы графеновой шелухой. А в будущем использование этого материала позволит производить более скоростные и высокочастотные микросхемы и транзисторы. Рассказывает Вячеслав Тулин, директор Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН в Черноголовке, доктор физико-математических наук.

- Несомненно, премия получена заслуженно. Но я дал бы её немного позже. Ведь обычно премию дают первооткрывателям и тому, кто смог результаты исследования применить на практике. В данном случае было бы хорошо, если бы какой-нибудь технолог сделал большого размера пластину, на которой размещался бы этот графен. Но, видимо, не дождались, не вытерпели. Пока же исследование графена относится к чисто фундаментальным играм.

Надо сказать, что Гейм - вообще человек талантливый на всякие выдумки. Мне кажется, он единственный учёный, который одновременно является лауреатом Нобелевской и Шнобелевской премий. «Шнобеля» он получил за работу, которая называлась «Подвешивание лягушки в магнитном поле». Причём, самое удивительное, что она была опубликована в таком солидном журнале, как Nature.

Графен впервые был получен в России или в Великобритании, где Андрей Гейм и Константин Новосёлов сейчас работают?

- На самом деле, мы до сих пор тесно сотрудничаем и с Андреем, и с Константином. В самой первой работе технологи именно нашего института делали образцы графена. Они - Сергей Дубонос и Анатолий Фирсов - выступили даже как соавторы в том исследовании. А потом с Геймом и Новосёловым стал работать Сергей Морозов. Сегодня практически в каждой статье он выступает как их соавтор.

Конечно, основная идея всё-таки принадлежала Андрею Гейму - это всё его выдумки. А Константин был первым исполнителем всех этих затей. Потом в работу включились технологи, которые сделали то, что можно измерить: научились эти шкурки собирать, делать к ним контакты. Подготовка образца шла в нашем институте, а практически все измерения выполнялись в Англии.

В России сейчас проводятся похожие исследования?

- Я бы не сказал. Всё-таки исследования графена - работа очень тонкая. Наша наука очень сильно постарела, и моим ровесникам физически трудно этим заниматься. А молодёжь, в основном, ищет, где бы денег заработать. Сергей Морозов пытался двух студентов бросить на это направление, но, несмотря на такую интересную тему, они ушли.

Каково практическое применение графена?

- Во-первых, это высокочастотные транзисторы. Сейчас за рубежом сделали транзистор на 400 ГГц. Это уже невероятная вещь. Во-вторых, мониторы. Сегодня сверху их покрывают прозрачным диэлектриком. Раньше для этого использовали окись олова и окись индия. Но они не очень устраивали производителей. А сейчас пробуют мониторы покрывать графеном. Эта идея, кстати, идёт от Гейма. Например, Samsung сейчас её активно использует. Но там пошли по более примитивному пути. Они не получают именно графен, а просто посыпают большой диск графеновой шелухой. И оказывается, что он работает ненамного хуже диска, покрытого графеном. В-третьих, микродатчики. Графен чувствителен к тому, что на него налипло сверху. То есть по изменению его свойств вы сразу можете определить, что что-то появилось, вплоть до одной молекулы. Поэтому датчики из него можно делать очень хорошие.

В каком направлении дальше будут развиваться исследования графена?

- Сейчас прежде всего нужно сделать пластину большого диаметра, равномерно покрытую графеном, из которой потом можно будет производить более скоростные и высокочастотные микросхемы и транзисторы. Но Гейм и Новосёлов такой задачи перед собой не ставили. Над этим сейчас думают другие учёные. Кажется, даже у нас в Питере кто-то этим занимается.

Но существует вот какая проблема: пластину довольно легко можно сделать из металла (и иридия), на котором хорошо растёт графен. Но в технологическом плане это решение не выдерживает никакой критики. Во-первых, иридий очень дорогой, а во-вторых, выращенный на металле графен не годится, потому что металл его просто закрывает своей проводимостью.

Беседовала Альфия Еникеева Σ