Rada tehnoloģiju, kas var palīdzēt Latvijas uzņēmumiem iekļūt pasaules nanokondensatoru tirgū

«Kondensatorus izmanto jebkurās elektriskās ierīcēs, vai tie būtu datori, elektroautomašīnas, raķetes, lidmašīnas vai radari. Tirgū arvien pieaug pieprasījums pēc nanokondensatoriem, ko izmantot mikro un nanoierīcēs,» skaidro RTU Mašīnzinību, transporta un aeronautikas fakultātes Biomedicīnas un nanotehnoloģiju institūta (BINI) direktors profesors Jurijs Dehtjars, par piemēru minot zibatmiņu.

Nanokondensatoru tirgus strauji attīstās un tiek plānots, ka attīstības temps nesamazināsies vēl vismaz desmit gadus. Interese darboties šajā tirgū ir arī Latvijas uzņēmumiem. Ar mērķi radīt jaunu tehnoloģiju, kas palielinātu Latvijas ekonomikas zināšanietilpību, konkurētspēju un veicinātu ekonomikas ilgtspējīgu attīstību, pētījumā sadarbojas RTU, Latvijas Universitātei (LU) un Rīgas pusvadītāju aparātu rūpnīcai «Alfa RPAR». Pētījumu līdzfinansē Eiropas Reģionālās attīstības fonds (ERAF).

«Lai palielinātu nanokondensatora kapacitāti un samazinātu tā izmērus, nepieciešams samazināt dielektriskā slāņa biezumu. To lielākoties izgatavo no silīcija nitrīda. Jo slānis plānāks, jo vairāk tehnoloģisku problēmu – ir lielāka varbūtība, ka veidosies defekti, kas pasliktinās dielektriskās īpašības. Lai no tā izvairītos, silīcija nitrīda nanokārtas var klāt vienu uz otras, veidojot daudzslāņu struktūru. Tam ir nepieciešami vairāki reaktori, kas izgatavošanu sadārdzina. Sadarbībā ar partneriem mums izdevās radīt tehnoloģiju nanokondensatora ar uzlabotiem dielektriskiem slāņiem izgatavošanai vienā reaktorā,» stāsta J. Dehtjars. Šobrīd Latvijas zinātniekiem nav informācijas par līdzīgiem risinājumiem citviet pasaulē, tiek gatavots patenta pieteikumu. Ir tapušas arī vairākas zinātniskās publikācijas. 

Tehnoloģijas izstrādes gaitā novērtēta slāņu kvalitāte, veikta to morfoloģija, elektriskā un ķīmisko saišu raksturošana. Izmantojot atomspēku mikroskopu, RTU BINI laboratorijā pirmo reizi izmērīts kondensatora dielektrisko slāņu biezums – daudzslāņu struktūrā ir sešas kārtas, katra 10 līdz 12 nanometrus bieza (viens nanometrs ir metra miljardā daļa). Savukārt, izmantojot fotoelektrisko spektrometru, slāņiem ir mērīts elektriskais lādiņš. Paralēli LU testēta nanokondensatoru noturība pret radiāciju. Savukārt Rīgas pusvadītāju aparātu rūpnīca «Alfa RPAR» izgatavoja paraugus un ražošanas apstākļos tos kopā ar zinātniekiem pārbaudīja. 

ERAF projekts No. 1.1.1.1/16/A/203 «Daudzslāņu silīcija nanokondensators ar uzlabotiem dielektriskiem slāņiem» noslēgsies 2020. gada februārī.