Сегодня российское приборостроение и наука нуждаются в детекторных модулях, созданных на основе российских компонентов. Прежде всего требуются специализированные интегральные микросхемы (чипы) и сенсоры. Совместную работу по решению этой задачи ведут два научных центра – Томский государственный университет и НИЦ «Курчатовский институт» – НИИСИ. Партнеры уже изготовили и испытали макетные образцы детекторного модуля рентгеновского излучения.

«От отечественного приборостроения сейчас поступает четкий запрос: нужны устройства для обнаружения, регистрации, измерения и анализа физических сигналов, частиц или излучений, изготовленные на основное российских компонентов, – говорит руководитель проекта, научный сотрудник Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ Антон Тяжев. – Детекторы рентгеновского излучения, над которыми идет совместная работа с НИИСИ, необходимы для изготовления томографов, маммографов и другой медицинской техники. Наряду с этим они востребованы в атомной энергетике, промышленной дефектоскопии, системах безопасности и научных экспериментах».

Команда ТГУ является признанным экспертом мирового уровня в разработке сенсоров на основе арсенида галлия, компенсированного хромом, а партнеры из НИИСИ специализируются на создании чипов многоканальной специализированной электроники считывания (read-out).

В рамках проекта разрабатываются сенсоры двух типов – матричные и микрополосковые. Такой подход позволяет провести предварительную проверку решений перед запуском производства полноформатного детекторного модуля.

Проект объединяет специалистов на стыке разных направлений. В команду входят разработчики программной архитектуры чипа, инженеры по проектированию электронных плат, программисты и специалисты по тестированию. Сотрудники Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ отвечают за полный цикл работы с сенсорами – от разработки до тестирования детекторных модулей. Партнеры из томского Академгородка создают плату детектора и адаптер, обеспечивающий взаимодействие с интерфейсной платой, разработанной в НИИСИ.

Уже завершен этап конструирования, изготовления и испытания макетных образцов. Первые модули собраны и протестированы. Разработка ТГУ и НИИСИ найдет применение в синхротронных центрах мирового уровня, в том числе на строящемся под Новосибирском синхротроне СКИФ, а также в системах досмотра грузов и медицинском оборудовании.

«В настоящее время идет работа над второй генерацией чипов, – рассказывает руководитель конструкторского бюро Центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ Максим Скакунов. – Уже проработаны и исправлены недочеты, которые возникли на первом этапе работы с макетными образцами. Экспериментальный образец – это обязательный этап создания полноформатного детекторного модуля».

Значимость проекта отметил и заместитель директора по микроэлектронике и вычислительным системам НИЦ «Курчатовский институт» – НИИСИ Сергей Аряшев. На стратегической сессии компании «Радиоэлектроника», прошедшей в Томске в начале марта, он подчеркнул эффективность сотрудничества с ТГУ и выразил заинтересованность в дальнейшем развитии совместных проектов.

В настоящее время на базе Центра ПТМ ТГУ реализуется ряд крупных проектов, включая исследования в рамках госзадания «Физико-технические основы базовых технологий создания цифровых детекторов мультиспектральной квантовой радиографии на основе монокристаллов Si, SiC, CdTe, CdZnTe, GaAs, Ga₂O₃, Al₂O₃ для решения широкого круга материаловедческих задач с использованием источников синхротронного излучения и создания систем научного, медицинского и промышленного приборостроения».

Кроме того, ученые Томского государственного университета разработали уникальные спектральные сенсоры для источника синхротронного излучения «Сириус» в Бразилии, который считается одной из самых современных установок в мире. Сенсоры изготовлены на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (HR-GaAs:Cr). Эта технология превосходит аналоги и открывает новые возможности в материаловедении и медицине.