СМИ о нас

"Солнце-Терагерц" позволит делать более точные прогнозы солнечных вспышек.

Фото: © Роскосмос

Российские космонавты Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев установят на внешней стороне МКС прибор "Солнце-Терагерц". Соответствующее заявление сделали в Роскосмосе. 

Космонавтам предстоит работать в открытом космосе 27 мая на протяжении пяти часов, сообщают "Известия".

Прибор был разработан в Физическом институте имени П.Н. Лебедева РАН. Ученые, благодаря установке агрегата, смогут изучать Солнце в терагерцевом диапазоне, что позволит "заглянуть" в ранее недоступные для наблюдений слои атмосферы звезды.

https://ren.tv/news/v-mire/1430844-pribor-dlia-izucheniia-solntsa-ustanoviat-na-mks

Фото: TASS/Zuma\TASS

Одной из задач выхода членов российского экипажа МКС в открытый космос 27 мая станет установка прибора «Солнце-Терагерц», предназначенного для изучения процессов на Солнце и прогнозирования космической погоды. При этом, как отмечают опрошенные «Известиями» эксперты, наибольшая эффективность устройства достигается в связке с наземными установками. Также экипаж заменит первые в мире образцы сверхчистых полупроводников, выращенных в космосе. В перспективе эта технология позволит создавать электронику нового поколения. Кроме того, исследователи снимут контейнеры с организмами, которые почти пять лет провели в открытом космосе. Подробнее об экспериментах — в материале «Известий».

На МКС будут изучать атмосферу Солнца

Ученые будут следить за космической погодой с борта МКС — для этого на ее внешней обшивке разместят оборудование эксперимента «Солнце-Терагерц», которое в марте доставил на МКС грузовой корабль «Прогресс МС-33».

Монтаж оборудования предстоит выполнить космонавтам Сергею Кудь-Сверчкову и Сергею Микаеву. Выход в открытый космос запланирован на 27 мая в 17:15 мск, он продлится около пяти часов. Поддержку с борта станции им обеспечит Андрей Федяев.

Как пояснили в «Роскосмосе», радиотелескоп разработали в Физическом институте имени П.Н. Лебедева РАН. Эксперимент направлен на изучение Солнца в терагерцевом диапазоне. Исследования позволят заглянуть в ранее недоступные для наблюдений слои атмосферы звезды. Это важно для прогноза вспышек и корональных выбросов массы, которые определяют космическую погоду.

— Прибор автоматически включается и работает непрерывно. Его оптика выполняет интегральные измерения всего солнечного диска. При этом ключевое значение имеет изменение сигнала относительно спокойного Солнца. Благодаря этому данные можно корректировать с учетом фонового уровня излучения, что позволяет надежно фиксировать вспышки и активные события, — рассказала «Известиям» куратор эксперимента, главный специалист по системному проектированию РКК «Энергия» Ольга Криволапова.

По ее словам, разработка аппаратуры велась более десяти лет. Сам эксперимент рассчитан на два-три года и прежде всего направлен на проверку гипотез о солнечных вспышках в терагерцевом диапазоне. Полученные данные позволят глубже изучить процессы, происходящие на Солнце, а в перспективе могут лечь в основу систем регулярного мониторинга солнечной активности.

— Одна из задач в физике Солнца — понять, как развиваются активные процессы в солнечной атмосфере. Основной принцип таких исследований — чем выше частота, тем глубже можно «заглянуть» внутрь звезды. Однако на Земле высокочастотные диапазоны поглощаются атмосферным водяным паром. Пути решения проблемы — размещение приборов на орбите (как «Солнце-Терагерц») либо на на нашей планете, где более сухой воздух. Район пика Хулугайша в Бурятии — одна из площадок, где идеальный астроклимат для терагерцовых измерений. Здесь много лет функционирует станция космических лучей, — уточнил заместитель директора по научно-исследовательской работе Института солнечно-земной физики СО РАН Юрий Ясюкевич.

Он добавил, что проект «Солнце-Терагерц», как отметил эксперт, может быть дополнен данными наземной научной инфраструктуры. Речь, в частности, идет о Сибирском радиогелиографе — установке класса мегасайенс Национального гелиогеофизического комплекса РАН, а также о радиотелескопе РАТАН-600, расположенном на Кавказе. Сопоставление данных с различных инструментов позволит восстановить трехмерную структуру процессов в солнечной атмосфере — от нижних слоев до верхних. Это, в свою очередь, создаст основу для разработки более надежных индикаторов и прогнозирования солнечных вспышек.

В космосе вырастят кристаллы для микроэлектроники

Следующей задачей выхода, рассказали в «Роскосмосе», станет работа по продолжению эксперимента «Экран-М». Он направлен на выращивание в космосе полупроводников на основе арсенида галлия — материала, необходимого для создания солнечных батарей, лазерных установок и светодиодов. Оборудование для проекта разработано в Институте физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН по заказу РКК «Энергия».

Эксперимент призван использовать преимущества космического вакуума. На данный момент это единственная в мире подобная исследовательская программа. В ходе эксперимента ученые хотят подтвердить возможность производства полупроводников в космосе для дальнейшего тиражирования этой работы.

— Новые данные о пилотируемой космонавтике говорят о том, что создание в космосе чистых полупроводниковых пленок методом молекулярно-лучевой эпитаксии — перспективное и в будущем коммерчески востребованное направление. Как инженеры мы видим, что это исключительный проект и для технологии, и для науки, и для развития в дальнейшем производства на орбите, — пояснил заместитель руководителя научно-технического центра РКК «Энергия» Дмитрий Сурин.

На первом этапе проекта будет отработана технология синтеза пленок на орбите. В перспективе, считают специалисты, эксперимент должен быть продолжен на новой Российской орбитальной станции (РОС).

Микробы помогут совершать межпланетные перелеты

Также в рамках сеанса внекорабельной деятельности космонавтам предстоит переместиться на малый исследовательский модуль «Поиск», где нужно забрать на станцию контейнер с образцами, которые экспонируются на внешней поверхности МКС в рамках эксперимента «Биориск», сообщили в госкорпорации.

Суть проекта — в изучении вопросов планетарного карантина и планетарной защиты. Кроме того, эксперимент призван дать ответ на то, возможна ли переносимость живых организмов в условиях открытого космоса и может ли подобный перенос представлять угрозу для Земли. Эксперимент продолжается более 20 лет. В рамках исследований на внешней поверхности станции размещались контейнеры с различными биологическими объектами. В результате ученые получили значительный массив данных об организмах, способных выживать в условиях открытого космического пространства.

— Основная задача — исследование пределов выживания широкого спектра организмов в условиях космического пространства, а также изучение изменений, которые происходят у разных видов на физиолого-биохимическом и молекулярно-генетическом уровнях. Ответы на эти вопросы помогут умножить наши знания о возможности распространения жизни в Солнечной системе, — отметил ведущий научный сотрудник лаборатории микробиологии среды обитания и противомикробной защиты Института медико-биологических проблем РАН Сергей Харин.

Всего на МКС, по словам специалиста, было размещено три контейнера «Биориск». Сейчас специалисты на Земле изучают объекты из второго. Экспонирование образцов продолжалось два года и восемь месяцев. Как отмечается, большинство микроорганизмов, грибов, лишайников и семян выжили, при этом их жизнеспособность практически не отличалась от земных контрольных образцов.

Наиболее устойчивыми, как отметил Сергей Харин, оказались бактерии, ранее обитавшие непосредственно на борту МКС. Ученые уделяют особое внимание их способности восстанавливать разрывы ДНК, что имеет важное значение для разработки механизмов длительного выживания в космических условиях. В настоящее время завершается экспонирование образцов из последнего контейнера, причем этот этап стал самым продолжительным — четыре года и восемь месяцев.

https://iz.ru/2104044/andrei-korshunov/na-mks-razmestyat-pribor-dlya-ohoty-za-solnechnymi-vspyshkami

Уникальный прибор для наблюдения за Солнцем в терагерцевом диапазоне электромагнитного излучения

Специалисты Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) начнут обработку научной информации, поступающей с новейшего прибора «Солнце-Терагерц», спустя две-три недели после его размещения на внешней обшивке Международной космической станции. Как пояснил заведующий Лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН Владимир Махмутов, этот временной отрезок необходим для проведения комплексной проверки работоспособности самой аппаратуры, а также тестирования программного комплекса, отвечающего за обработку экспериментальных данных.

Изображение: NASA

Уникальный прибор, представляющий собой специализированный радиотелескоп для наблюдения за Солнцем в ранее не изученном терагерцевом диапазоне электромагнитного излучения, был полностью спроектирован и создан коллективом ученых ФИАН. Сегодня космонавты Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев вышли в открытый космос, чтобы смонтировать научную новинку на служебном модуле «Звезда» российского сегмента МКС. По словам космонавта Кудь-Сверчкова, собираемые телескопом данные имеют колоссальное прикладное значение для земной науки: они помогут детально разобраться в физических механизмах возникновения мощных солнечных вспышек, радикально повысят точность их краткосрочного и долгосрочного прогнозирования, а также позволят выработать эффективные меры защиты космических аппаратов и экипажей от опасного радиационного воздействия.

Научный эксперимент «Солнце-Терагерц» является долгосрочным, он рассчитан на активную эксплуатацию в период с 2026 по 2029 год.

https://www.ixbt.com/news/2026/05/27/solnceteragerc-smontirovali-na-mks-obrabotka-nauchnyh-dannyh-nachnetsja-cherez-dvetri-nedeli.html

«Солнце-Терагерц» – уникальная научная аппаратура, которая позволит регистрировать электромагнитное излучение Солнца в терагерцовом диапазоне для исследования процессов ускорения и взаимодействия заряженных частиц в солнечной атмосфере. Терагерцовый диапазон солнечного излучения, т.е. участок электромагнитного излучения между микроволнами и инфракрасным светом, до сих пор почти не использовался для подобных исследований. Выбранный для исследования диапазон частот находится между радио- и видимыми диапазонами и практически полностью поглощается земной атмосферой. Поэтому наблюдать его с поверхности Земли невозможно.

https://t.me/Nuclear_Energy_Russia/86430

Прибор «Солнце-Терагерц» с защитой от солнечного излучения. Входные окна независимых каналов наблюдения, которые будут работать автоматически в режиме непрерывных измерений одновременно на 8 частотах в диапазоне 0.4-12 ТГц

27 мая 2026 года в ходе запланированной внекорабельной деятельности космонавты Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев установили на большом диаметре служебного модуля российского сегмента Международной космической станции прибор «Солнце-Терагерц», созданный учёными Физического института Академии наук.

Директор ФИАН академик РАН Н.Н. Колачевский поблагодарил космонавтов и отметил их профессионализм:

«Мы признательны нашим космонавтам за их труд и компетентность. Выход в открытый космос был и остается очень ответственной и сложной операцией. Подготовкой к ней занимается много специалистов на протяжении длительного времени. Также проектирование, создание и ввод в эксплуатацию научной аппаратуры потребовали многолетней работы наших учёных».

«Солнце-Терагерц» – уникальная научная аппаратура, которая позволит регистрировать электромагнитное излучение Солнца в терагерцовом диапазоне для исследования процессов ускорения и взаимодействия заряженных частиц в солнечной атмосфере. Терагерцовый диапазон солнечного излучения, т.е. участок электромагнитного излучения между микроволнами и инфракрасным светом, до сих пор почти не использовался для подобных исследований. Выбранный для исследования диапазон частот находится между радио- и видимыми диапазонами и практически полностью поглощается земной атмосферой. Поэтому наблюдать его с поверхности Земли невозможно.

По словам руководителя проекта, заведующего Лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН В.С. Махмутова уже через несколько дней начнётся сбор первоначальных данных.

«В течение ближайших 2-3 недель должна завершиться необходимая проверка аппаратуры и программного комплекса обработки экспериментальных данных в космических условиях. После этого мы сможем приступить к анализу данных поступающих с прибора», – рассказал Владимир Махмутов.

Эксперимент «Солнце-Терагерц» Физического института им. П.Н. Лебедева РАН рассчитан на три года, период 2026-2029 гг. Новые данные помогут учёным точнее прогнозировать солнечную активность и космическую погоду.

https://www.atomic-energy.ru/news/2026/05/27/165982

Ранее мы сообщали, что NASA планирует открыть на Луне постоянную базу к 2030-м годам. В рамках амбициозной программы Artemis уже в 2028 году два астронавта должны высадиться на поверхность Луны, что станет важным шагом в создании постоянной инфраструктуры. Компании активно работают над разработкой модулей и дронов, которые будут использоваться для этой миссии и дальнейшего строительства лунной базы, запланированного на 2029 год.

https://tsargrad.tv/novost/fian-nachnjot-analiz-dannyh-s-solnce-teragerc-cherez-2-3-nedeli_1709952

Работа над обработкой данных, поступающих с недавно установленного на Международной космической станции прибора "Солнце-Терагерц", начнётся через две-три недели после его монтажа. Об этом проинформировали в пресс-службе Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН).

Владимир Махмутов, возглавляющий Лабораторию физики Солнца и космических лучей ФИАН, пояснил, что в течение ближайших 2-3 недель должна завершиться необходимая проверка аппаратуры и программного комплекса для обработки экспериментальных данных в космических условиях.

После этого мы сможем приступить к анализу данных, поступающих с прибора

- отметил он.

Сегодня в 17:17 по московскому времени, космонавты Роскосмоса Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев вышли в открытый космос, чтобы установить прибор "Солнце-Терагерц" на модуле "Звезда" российского сегмента МКС. Данный радиотелескоп, разработанный учеными ФИАН, предназначен для наблюдения за Солнцем в терагерцевом диапазоне электромагнитного излучения, который ранее не изучался.

Как заявил Сергей Кудь-Сверчков, полученные данные помогут уточнить:

• механизмы образования солнечных вспышек,
• улучшить прогнозирование подобных явлений,
• разработать меры защиты от радиационного воздействия.

Кроме того, оборудование позволит оценить возможность раннего обнаружения опасных космических объектов.

Эксперимент "Солнце-Терагерц" планируется проводить в 2026-2029 годах. Николай Колачевский, директор ФИАН, подчеркнул, что выход в открытый космос остаётся крайне ответственной и сложной задачей, требующей долгой подготовки. Он выразил благодарность космонавтам за их труд и компетентность, а также отметил, что проектирование, создание и ввод в эксплуатацию научной аппаратуры потребовали многолетних усилий ученых.

https://www.ridus.ru/fian-nachnet-analizirovat-dannye--solnce-teragerc--cherez-tri-nedeli-859150.html

Полученные данные, по словам Космонавта Роскосмоса Сергея Кудь-Сверчкова, помогут выяснить механизмы возникновения солнечных вспышек, повысить точность их прогнозирования и разработать меры защиты от радиационного воздействия 

МОСКВА, 27 мая. /ТАСС/. Специалисты начнут обрабатывать данные, которые поступают с нового прибора "Солнце-Терагерц" на Международной космической станции, через две-три недели после установки. Об этом сообщили в пресс-службе Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН).

"В течение ближайших 2-3 недель должна завершиться необходимая проверка аппаратуры и программного комплекса обработки экспериментальных данных в космических условиях. После этого мы сможем приступить к анализу данных, поступающих с прибора", - рассказал заведующий Лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН Владимир Махмутов.

Космонавты Роскосмоса Сергей Кудь-Сверчков и Сергей Микаев сегодня в 17:17 мск вышли в открытый космос для установки на модуле "Звезда" российского сегмента МКС аппаратуры прибора "Солнце Терагерц" - радиотелескопа для наблюдения за Солнцем в ранее не изученном терагерцевом диапазоне электромагнитного излучения. Прибор был создан учеными ФИАН.

Полученные данные, по словам Кудь-Сверчкова, помогут выяснить механизмы возникновения солнечных вспышек, повысить точность их прогнозирования и разработать меры защиты от радиационного воздействия. Аппаратура также позволит проверить возможность раннего обнаружения опасных космических объектов.

Эксперимент "Солнце-Терагерц" рассчитан на эксплуатацию в 2026-2029 годах. "Мы признательны нашим космонавтам за их труд и компетентность. Выход в открытый космос был и остается очень ответственной и сложной операцией. Подготовкой к ней занимается много специалистов на протяжении длительного времени. Также проектирование, создание и ввод в эксплуатацию научной аппаратуры потребовали многолетней работы наших ученых", - подчеркнул директор ФИАН Николай Колачевский. 

https://tass.ru/kosmos/27553065

Российские ученые «перезагружают» астрофизику.

В конце мая отечественным космонавтам, работающим на Международной космической станции, предстоит необычная операция. Во время выхода в открытый космос они установят на внешней поверхности МКС научную аппаратуру «Солнце-Терагерц», созданную в Физическом институте им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН). Прибор должен открыть для исследователей практически неизученный диапазон солнечного излучения - терагерцевый (участок электромагнитного излучения между микроволнами и инфракрасным светом). Ученые рассчитывают, что новые данные помогут понять природу солнечных вспышек и улучшить прогнозирование космической погоды.

О том, почему этот эксперимент называют уникальным, какие трудности пришлось преодолеть разработчикам и чем терагерцевые наблюдения важны не только для фундаментальной науки, но и для практики, корреспонденту «Поиска» рассказал заведующий лабораторией физики Солнца и космических лучей ФИАН Владимир МАХМУТОВ.

- Владимир Салимгереевич, в чем принципиальная новизна прибора «Солнце-Терагерц»?

- Сегодня одна из ключевых задач физики Солнца - понять механизм ускорения заряженных частиц во время солнечных вспышек. Сейчас для этого используются данные микроволновых, субмиллиметровых, рентгеновских и ультрафиолетовых наблюдений. Но терагерцевый диапазон фактически остается белым пятном. Наша аппаратура позволит впервые провести измерения солнечного излучения в диапазоне от 0,4 до 12 терагерц. Наземные наблюдения здесь практически невозможны: атмосфера Земли сильно поглощает такое излучение. Поэтому для полноценного исследования нужен именно космический эксперимент.

- Почему ученым важен этот диапазон?

- В последние годы исследователи обнаружили интересную особенность ряда солнечных вспышек. На частотах 212 и 405 гигагерц поток излучения неожиданно возрастал, хотя классическая теория предсказывает спад. Возник вопрос: продолжается ли этот рост дальше, уже в терагерцевом диапазоне?

Мы рассчитываем определить, существует ли так называемая частота «перегиба» спектра и связана ли она с ускорением энергичных электронов и протонов в нижних слоях солнечной атмосферы. Иными словами, речь может идти об открытии нового спектрального компонента солнечных вспышек, существующего одновременно с привычным микроволновым излучением.

- Эксперимент может привести к пересмотру представлений о солнечных вспышках?

- Именно. Мы надеемся получить данные, которые помогут уточнить физическую природу вспышек и механизмов энерговыделения на Солнце. Для солнечной физики это фундаментальный вопрос.

- Но у таких исследований есть и вполне прикладной смысл?

- Безусловно. Мощные солнечные вспышки влияют на радиационную обстановку в околоземном пространстве. Они сопровождаются потоками заряженных частиц, выбросами корональной плазмы, ударными волнами и усилением магнитных полей. Все это воздействует на спутники, связь, навигацию, энергосистемы и даже на условия работы космонавтов. Чем точнее мы понимаем динамику и спектральные характеристики солнечных вспышек, тем эффективнее можно развивать методы прогноза космической погоды. А это важный вопрос технологической безопасности.

- Насколько этот проект вписывается в новую космическую программу страны?

- Разработка аппаратуры велась в 2017-2024 годах в рамках государственного контракта между ФИАН и РКК «Энергия» им. С.П.Королева. В марте нынешнего года прибор «Солнце-Терагерц» был доставлен на МКС грузовым кораблем «Прогресс МС-33». Начался следующий этап - проведение самого космического эксперимента. В этих работах участвуют также специалисты Центрального научно-исследовательского института машиностроения.

Проект связан с программами научных исследований на российском сегменте МКС и напрямую соответствует задачам федерального проекта «Космическая наука», где квалифицированным заказчиком выступает Российская академия наук.

- За таким экспериментом, очевидно, стоит большая кооперация?

- Да, это результат совместной работы многих организаций. Основные исследования и разработки осуществлял ФИАН, но серьезную роль сыграли и партнеры - РКК «Энергия», ООО «Тидекс», Московский авиационный институт, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В.Скобельцына МГУ, АО «Конструкторское бюро радиотехники и электроники». Испытания проводились также в Институте космических исследований РАН. Кроме того, мы опирались на результаты совместных международных исследований солнечных вспышек в субмиллиметровом диапазоне, в том числе экспериментов на телескопе SST в Аргентине и Бразилии, а также стратосферного проекта Solar-T.

- Что оказалось самым сложным при создании прибора?

- По сути, нам пришлось впервые создавать космическую аппаратуру для регистрации солнечного терагерцевого излучения. Нужно было подобрать фильтры, обеспечить селективность каналов, проверить качество оптики, откалибровать детекторы. При этом прибор должен был стать частью инфраструктуры российского сегмента МКС: корректно взаимодействовать с бортовыми системами и не создавать помех другой научной аппаратуре.

- Что уже сделано в космосе?

- В апреле космонавты провели проверки внутри гермоотсека станции: включение аппаратуры, тестирование программного обеспечения, взаимодействие с бортовыми системами. Были проложены коммуникационные кабели между бортовым компьютером и двухосной платформой наведения, на которой будет размещен прибор. Теперь предстоит монтаж снаружи станции.

- Насколько это сложная операция?

- Выход в открытый космос - это всегда серьезная и технологически очень ответственная работа. Космонавтам предстоит вынести аппаратуру на внешнюю поверхность служебного модуля, установить ее на платформе, которая обеспечит непрерывное наведение прибора на Солнце на дневном участке орбиты МКС, подключить питание, управление и линии передачи данных. После этого будет проверяться готовность системы к автоматическому наведению на Солнце.

Все действия многократно отрабатывались заранее в Центре подготовки космонавтов, потому что работа идет в скафандрах, при жестких ограничениях по времени и с очень высокими требованиями к надежности.

- Как будет организована работа с полученными данными?

- Аппаратура будет передавать временные ряды данных сразу в восьми спектральных каналах. На Земле информация станет обрабатываться с помощью специального программного комплекса, который мы разработали. Далее эти результаты будут сопоставляться с данными наземных радиотелескопов и спутниковых наблюдений рентгеновского и гамма-излучения. Надеемся, что уже первые наблюдения позволят получить уникальную информацию, которой мировая наука пока не располагает.

Надежда Волчкова
Обложка: пресс-служба ФИАН

https://poisknews.ru/releases/razglyadet-slepuyu-zonu-solncza/

Специалисты НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) разработали метод быстрой оценки прочности сцепления плёнки с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров. Такие фильтры выступают ключевыми элементами связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жёсткость сцепления между плёнкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Как отметили авторы исследовнаия, современные смартфоны используют фильтры для передачи данных на высокой скорости. Эти устройства превращают электромагнитный сигнал в ультразвук и обратно. Это помогает отсеивать помехи. По мере повышения частот связи предлагаются новые типы таких фильтров, например на основе акустоэлектрических эффектов. Практически любые приборы современной электроники представляют собой элементы из плёнок на подложке.

Проблема в том, что на высоких частотах в несколько гигагерц или десятков гигагерц поведение ультразвука на границе этих материалов предсказать почти невозможно. Именно в этом диапазоне работает связь 5G и будущая 6G. На более низких частотах можно считать контакт плёнки с подложкой идеальным для распространения звука. Но с повышением частоты микроскопическое проскальзывание плёнки из-за недостаточной поперечной жёсткости контакта приводит к тому, что фильтр не пропускает сигнал. Разработчики чипов смогут узнать об этом только после многомиллионных затрат.

Специалисты ФИАН совместно с ведущим научным сотрудником Международной лаборатории физики конденсированного состояния, профессором факультета физики НИУ ВШЭ Александром Кунцевичем предложили способ проверить качество контакта ещё до сборки прибора. Вместо создания дорогих прототипов исследователи предлагают использовать тестирование материалов с помощью коротких лазерных импульсов.

Для эксперимента взяли образец из кварцевого стекла, на которое перенесли чешуйку нитрида бора толщиной 600 нанометров. На его поверхности сфокусировали инфракрасный лазерный импульс. Лазер нагрел крошечную область, и по материалу побежала поверхностная акустическая волна. Александр Кунцевич пояснил, что когда в воду бросают камешки, по её поверхности расходятся волны в виде концентрических окружностей. Примерно такие же волны могут распространяться по поверхности твёрдых тел. Такие волны называются поверхностными акустическими рэлеевскими волнами.

Увидеть их глазом сложно, так как скорость распространения большая, а амплитуда обычно очень маленькая. Тем не менее, волны несут много важной физической информации о материале, по которому распространяются. Например, по изменению скорости волны и её формы можно судить об упругих свойствах материала и о том, насколько жёстко тонкая плёнка сцеплена с подложкой.

При помощи второго луча специалисты сделали моментальный снимок волны. Первый импульс возбудил звук, как удар по поверхности. Второй импульс направили на ту же поверхность спустя доли наносекунды после первого. Этот луч просканировал поверхность с шагом 0,5 микрометра. Отражение луча менялось в зависимости от того, приподнялся участок поверхности или опустился под действием проходящей волны. Собрав эти данные воедино, исследователи восстановили точную карту вертикальных смещений. Как объяснил профессор, по сути, авторы исследования получили замороженный портрет бегущей волны.

При этом сама структура осталась неповреждённой. Метод не разрушил ни плёнку, ни подложку. Полученное изображение проанализировали при помощи математической модели, которая позволила определить зависимость скорости звука от длины волны. По тому, как скорость меняется с частотой, можно определить, как сцеплены плёнка и подложка. По степени искажения волны авторы рассчитали два параметра жёсткости связи: вертикальную на отрыв и поперечную на сдвиг. Оказалось, что наиболее существенной является та, которая отвечает за скольжение плёнки вбок и которую раньше измерить не удавалось.

Умея определять параметры межслоевой жёсткости, инженеры смогут заранее отбраковывать неудачные материалы и отрабатывать технологические процессы для создания сверхвысокочастотных фильтров. Разработанный метод также пригодится для создания акустических метаматериалов. Это искусственные структуры, которые позволяют управлять звуком заданным образом.

https://habr.com/ru/news/1037054/