Вісник НАН України. 2017. № 1. С.51-58

ВЕНГЕР Євген Федорович
член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач відділу напівпровідникових гетероструктур Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

ПРО РЕЗУЛЬТАТИ ВИКОНАННЯ ДЕРЖАВНОЇ ЦІЛЬОВОЇ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ПРОГРАМИ РОЗРОБЛЕННЯ І СТВОРЕННЯ СЕНСОРНИХ НАУКОЄМНИХ ПРОДУКТІВ НА 2008–2017 РОКИ
Стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН Україн 22 листопада 2017 року

У доповіді проаналізовано результати виконання Державної цільової науково-технічної програми розроблення і створення сенсорних наукоємних продуктів на 2008–2017 роки, наведено приклади створених у рамках цієї міждисциплінарної програми інноваційних технологій та наукомісткої продукції — різноманітних сенсорів, датчиків, приладів та систем на їх основі.

Шановні члени Президії!

Шановні присутні!

За період виконання Програми (2008–2017 рр.) було отримано вагомі результати зі створення різноманітних наукомістких технологій та одержання сучасних багатофункціональних матеріалів і структур, сенсорних технологій для електронних приладів, інформаційних комплексів і систем керування, енерго- та ресурсоощадних сенсорних систем, біомультисенсорних багатофункціональних інформаційних систем та систем атестації і метрології сенсорних продуктів.

За результатами досліджень було отримано 152 патенти України; опубліковано 17 монографій, 575 статей у фахових виданнях, у тому числі — 276 статей у провідних зарубіжних журналах; створено 49 розробок високого науково-технічного рівня; впроваджено у виробництво 11 новітніх технологій.

Наведу лише окремі приклади основних наукових та науково-технічних результатів, отриманих під час виконання Програми.

Новітня технологія виробництва оптичного германію. Уперше у світовій практиці було створено і впроваджено у власне виробництво новітню технологію виготовлення об’ємних кристалів оптичного германію, легованого натрієм. Ця оригінальна самоконтрольована технологія вирощування кристалів цього матеріалу має істотні технічні та економічні переваги перед найкращими світовими аналогами і дозволяє одержувати оптичний германій зі значно кращими оптичними параметрами, зокрема з низькою величиною розсіювання ІЧ-випромінювання, високим ступенем однорідності оптичних параметрів по об’єму кристалів тощо.

Основні технічні характеристики матеріалу такі: форма і розміри — циліндричні зливки діаметром до 250 мм, зливки у формі прямокутного паралелепіпеда розміром до 160×160×60 мм3; величина розсіювання випромінювання з довжиною хвилі 10,6 мкм і коефіцієнт поглинання — не більш як 0,02 см–1 та 1,5 % відповідно; оптичне пропускання в області 2–10 мкм — не менше ніж 46 % для зливку завтовшки 5 мм.

Пластини оптичного германію, об’ємно легованого натрієм, використовують на Казенному підприємстві спеціального приладобудування «Арсенал» (Київ) та Державному підприємстві «Науково-виробничий комплекс «Фотоприлад» (Черкаси) для виготовлення оптичних систем спеціальної інфрачервоної техніки нового покоління (рис. 1).

Мікросенсори для статичного і динамічного вимірювання температури. Розроблені мікросенсори температури, магнітного поля та багатофункціональні сенсори, призначені для роботи в екстремальних умовах, зокрема при ядерних і радіаційних аваріях, — за низьких і наднизьких температур, під дією іонізуючого випромінювання різних видів та потужних магнітних і електромагнітних полів. Такі напівпровідникові мікросенсори можуть застосовуватися у надпровідних прискорювачах елементарних частинок, у ядерній і термоядерній енергетиці, ракетній та космічній техніці, кріогенній техніці, кріомедицині, у науковому лабораторному обладнанні для вимірювання швидкоплинних теплових процесів з високим просторовим розділенням і малою інерційністю.

Основними перевагами створених сенсорів температури порівняно з відомими аналогами є широкий діапазон робочих температур (від 0,02 до 500 К), за яких можна проводити статичні і динамічні вимірювання; монотонна термометрична характеристика в усьому діапазоні робочих температур; висока чутливість і точність вимірювання; мікрогабаритні розміри і мала інерційність; висока радіаційна стійкість; малі похибки вимірювання температури в умовах дії сильних магнітних полів.

У серійному виробництві цих мікросенсерів зацікавлене Державне підприємство «Науково-дослідний інститут «Оріон» (Київ).

Повний текст