Բժշկությունը, վերականգնվող էներգետիկան ու ՏՏ ոլորտն ամուր կապերով միմյանց կապող նուրբ թաղանթները

Կենսաբժշկական սարքերի նախագծումից մինչև արտադրություն՝ համալսարանի ներսում

Հայաստանի Ազգային պոլիտեխնիկական համալսարանի միկրոէլեկտրոնիկայի և կենսաբժշկական սարքերի ամբիոնի դոցենտ Հարություն Դաշտոյանի աշխատանքային օրվա մի մասն անցնում է նուրբ թաղանթների լաբորատորիայում, մյուսը՝ լսարանում։ Գիտական և ուսումնական գործունեությունը համատեղած երիտասարդ մասնագետը լաբորատորիայում արված հետազոտությունների արդյունքները շտապում է օր առաջ փոխանցել ուսանողներին։ Իսկ հետազոտությունները, որոնցով զբաղվում են նուրբ թաղանթների լաբորատորիայում, բազմազան են։ Կարելի է ասել՝ այն ամենն, ինչ հնարավոր է ստանալ նուրբ թաղանթների կիրառմամբ, այստեղ փորձում են կյանքի կոչել։ Հարությունը դրանց մեծ մասին անձամբ կա´մ մասնակցել, կա´մ էլ մասնակցում է. «Ունենք վակուումային տեխնոլոգիական տեղեկայանքներ, որոնցով ստանում ենք նուրբ թաղանթներ։ Դրանք ստացվում են գոլորշենստեցման, իոնային փոշենստեցման և իմպուլսային լազերային փոշենստեցման մեթոդներով: Վերջինիս հիմքում ընկած է լազերային ճառագայթման փոխազդեցությունը թիրախային նյութի հետ, որի արդյունքում նյութը փոշիանում և նստում է հարթակի վրա։ Այնուհետև ստացված թաղանթները հետազոտում ենք, պարզում կառուցվածքային բնութագրերն ու էլեկտրաֆիզիկական չափումներ կատարում, -էլեկտրոնային և միկրոէլեկտրոնային սարքերի կառուցվածքային մաս կազմող թաղանթների ստացման գործընթացը Հարությունը մանրամասնորեն բացատրում, հետո կիրառության լայն ոլորտներին է անցնում։ -Նուրբ թաղանթները լայնորեն օգտագործվում են միկրո և նանոէլեկտրոնիկայում, կիսահաղորդչային սարքերում, տվիչներում՝ այդ թվում և կենսաբժշկական»։

Քանի որ ամբիոնի անվանումն արդեն իսկ հուշում է, որ հիմնական ուղղություններից մեկը կենսաբժշկական սարքերի ստացումն է, ուստի այստեղ առանձնապես կենտրոնանում են հենց կենսաբժշկական տվիչների մշակման ու ստացման վրա։ Լաբորատոր պայմաններում ստացվող տվիչների մի մասը զգայուն են pH-ի նկատմամբ, այսինքն՝ որոշում են հեղուկի թթվայնությունը կամ հիմնայնությունը, որոշներն էլ միաժամանակ մի քանի պարամետրեր։ Վերջինները կոչվում են համակցված տվիչներ։

Պարզվում է, որ այս տվիչները, համալարելի կոնդենսատորները և մեմրիստորային հիշող տարրերն ավելի սերտ «ազգակցական» կապի մեջ են. դրանց հիմքում ֆերոէլեկտրիկ նյութերի նուրբ թաղանթներն են։ Առանց այդպիսի կոնդենսատորային տարրերի հնարավոր չէ պատկերացնել ժամանակակից ռադիոէլետրոնային սարքերի աշխատանքը: Ֆերոէլեկտրիկ նյութերի սինթեզով առանձին գիտական խումբ է զբաղվում։ Ներկայումս Հարությունն այդ աշխատանքներում ներգրավված չէ, բայց առանց դժվարության ներկայացնում է դրանց առանձնահատկություններն ու առավելությունները. «Դրանք բարդ օքսիդային միացություններ են, որոնք ստացվում են ինքնատարածվող բարձր ջերմաստիճանային սինթեզի եղանակով։ Դրա առավելությունն այն է, որ վառարանում երկարատև, բարձր ջերմաստիճանային մշակման փոխարեն օգտագործվում է վառելիք, որն այդ փոշեխառնուրդի մաս է կազմում և վառվելով՝ անջատված ջերմության հաշվին սինթեզվում է նպատակային նյութը։ Այս եղանակով ստացված նյութերից պատրաստում են կերամիկական թիրախներ, որոնք էլ օգտագործվում են թաղանթների ստացման համար»։

Համակարգչի հիշողությունը մարդկային ուղեղի աշխատանքին մոտեցնելու ճանապարհին

Լաբորատորիայի հետազոտական բազմաթիվ ուղղություններին վերջերս ավելացել է նաև նուրբ թաղանթների օգնությամբ արևային վահանակներ ստանալու ուղղությունը։ Հարությունի խոսքով՝ նույն՝ լազերային փոշենստեցման մեթոդով ստացել են նուրբ թաղանթային արևային փոխակերպիչներ, որոնք շատ ավելի արդյունավետ, քան սիլիցիումի հիմքով պատրաստած վահանակները, արևի էներգիան փոխակերպում են էլեկտրաէներգիայի. «Թեկուզ աշխարհում գրեթե միաժամանակ են սկսել արտադրվել սիլիցիումի և թաղանթային հիմքերով վահանակները, սակայն զարգացումն անհամաչափ է ընթացել։ Այսօր միանշանակ կարող ենք ասել, որ սիլիցիումով ստացված արևային վահանակներն ավելի լայն կիրառություն ունեն ամբողջ աշխարհում։ Հնարավոր է՝ դա պայմանավորված է վերջինների ցածր ինքնարժեքով։ Ճիշտ է՝ բազմաշերտ թաղանթային արևային փոխակերպիչների ինքնարժեքը բարձր է, քանի որ ավելի թանկ տեխնոլոգիայով և կիսահաղորդչային նյութերից են ստացվում, բայց միևնույն ժամանակ ավելի արդյունավետ են. դրանց ՕԳԳ-ն հասնում է 40 տոկոսի, մինչդեռ սիլիցիումային վահանակների արտադրողականությունը 20 տոկոսի կարգի է։ Դրանով պայմանավորված՝ տարբեր են նաև չափերը. եթե առաջինի դեպքում 1 կՎտ հոսանք ստանալու համար անհրաժեշտ է 5 քառ. մետր վահանակ, ապա երկրորդի դեպքում բավարար է դրա կեսը։ Բազմաշերտ թաղանթային արևային վահանակները զուգակցվում են արևի ճառագայթների խտարարների հետ, ուստի ավելի փոքր չափեր ունեն և ավելի թեթև են:

Աշխարհում վերջին տարիներին թափ ստացած մյուս ուղղությունը, որով որոշ ժամանակ է, ինչ զբաղվում է Հարությունը, մեմրիստորային հիշող տարրերի պատրաստումն է։ Համակարգչի հիշողությունը մարդու հիշողությանը մոտեցնող մեթոդը բավականին հեռանկարային ճյուղ է համաշխարհային գիտության մեջ, վստահ է երիտասարդ հետազոտողը. «Դրանք մի շարք առավելություններ ունեն. էներգաանկախ են, այսինքն՝ համակարգիչն անջատելուց հետո հիշողությունը չի ջնջվում, պահպանվում է։ Արագագործ են, փոքր չափսեր ունեն և որ ամենակարևորն է՝ դրանում հնարավոր է տրամաբանություն ներդնել. հիշողության և տրամաբանության համակցումը համակարգչի աշխատանքը կմոտեցնի մարդու ուղեղի աշխատանքին»։

Այս հետազոտությամբ զբաղվող աշխարհի խոշորագույն կենտրոններից մեկի՝ Գերմանիայի Յուլիխ քաղաքում գտնվող գիտահետազոտական կենտրոնի հետ միկրոէլեկտրոնիկայի և կենսաբժշկական սարքերի ամբիոնը համագործակցում է արդեն երկու տարի։ Հայ մասնագետները մասնակցել են այնտեղ կազմակերպված գիտական դպրոցին և փոխանակման ծրագրերին, փորձով փոխանակվել գերմանացի գործընկերների հետ։ ՀՀ Գիտության պետական կոմիտե ներկայացված դրամաշնորհային ծրագիրը հաստատվելու դեպքում հայ ու գերմանացի մասնագետների համագործակցությունն ավելի կխորանա։

Լիլիթ ՊՈՂՈՍՅԱՆ