Нобелевский лауреат Вольфганг Паули говорил: «Бог создал объём, а поверхность — это порождение дьявола». Этим высказыванием великий физик хотел подчеркнуть сложность физико-химических процессов на поверхности твёрдого тела. Учёные Воронежского университета смогли решить одну из непростых задач, связанных с поверхностными процессами, и получить патент на изобретение. О том, в чём оно заключается, «TV Губернии» рассказал заведующий кафедрой физической химии ВГУ Олег Козадеров. Вместо золота Кафедра физической химии ВГУ уже не первый год занимается проблемами химического и электрохимического осаждения покрытий, прежде всего металлических. Они могут быть разного состава и различного назначения. Разработанный воронежскими учёными новый состав раствора для химического никелирования обеспечивает  получение равномерных покрытий с малой шероховатостью и высокой коррозионной стойкостью. Такие покрытия правильнее называть никель-фосфорными, поскольку кроме никеля они содержат ещё один важный неметаллический компонент — фосфор. Каждый из нас мог видеть никелированные детали автомобиля. Никелевое покрытие  украшает машину и защищает от ржавчины. Но сфера применения никелевых покрытий гораздо шире. Их можно использовать в электронике и микроэлектронике при производстве печатных плат и микросхем. – Основа печатных  плат подобна многослойному пирогу, который включает и металлическое покрытие, – объясняет Олег Козадеров. – Современные интегральные микросхемы тоже имеют достаточно сложную конфигурацию. Все её элементы должны между собой соединяться. Для этого и нужна металлическая основа, которую наносят на предварительно осаждённый затравочный слой. В качестве него в микроэлектронике используют, например, золотое либо медное напыление. Мы предлагаем сделать затравочный слой никелевым – и для этого разработали новый состав раствора для  химического осаждения никеля, точнее, никель-фосфорного сплава. Для микросхем и других объектов микроэлектроники необходимо достаточно тонкое, однородное по составу и гладкое покрытие. Кроме того, оно должно быть механически и коррозионно устойчиво, обладать хорошей паяемостью. Для того чтобы отрегулировать все эти характеристики, можно использовать разные методы – менять режим осаждения, состав раствора, оптимизировать концентрацию фосфора в сплаве. Результат коллективного труда Работа по созданию нового покрытия началась в октябре 2022 года. В рамках импортозамещения в области микроэлектроники учёным предложили разработать новые электролиты. Эту задачу поставил Научно-Исследовательский Институт Молекулярной Электроники (НИИМЭ) в Зеленограде, ведущий российский научный центр, который специализируется на микроэлектронике. Но воронежские химики идут дальше, не просто создавая оригинальные составы растворов, но и разрабатывая новые технологии по осаждению металлических покрытий. Исследование велось в Молодёжной лаборатории ВГУ. В 2022 году Министерство науки и высшего образования России запустило конкурс среди вузов страны с целью решения двух основных задач: привлечения в науку молодых специалистов и создания ими практических разработок в интересах экономики страны. Благодаря победе в конкурсе на химическом факультете ВГУ появилась Молодёжная лаборатория, в которой под руководством опытных коллег работают молодые учёные и аспиранты. В лаборатории они являются инженерами и научными сотрудниками и решают конкретные научные задачи. Одновременно с достижением практических целей лаборатория занимается и фундаментальной наукой. Молодые учёные изучают механизмы действия органических добавок, механизмы осаждения металлов и сплавов, влияние на процесс тех или иных факторов. В лаборатории работает несколько групп. Электрохимическая группа занимается изучением механизмов процессов осаждения. Учёные с кафедры органической химии под руководством профессора Хидмета Шихалиева синтезируют разнообразные добавки, которые используются в процессе осаждения. Привлекаются к работе и учёные-физики, поскольку в исследовании  важно правильно интерпретировать данные о поверхности. В работе над патентом на изобретение принимали участие семь учёных: доктор химических наук, доцент Олег Козадеров, доктор химических наук профессор  Хидмет Шихалиев, кандидаты наук Надежда Соцкая, Владимир Поликарчук, Евгения Кошелева, Людмила Юденкова и аспирант Матвей Деркачёв. Без их совместной скоординированной работы  получить такой результат было бы невозможно. Итоги и перспективы Очень важно, что изобретение должно найти применение в производстве, в том числе в такой исключительно востребованной отрасли, как микроэлектроника. Точно оценить прибыль от внедрения разработки пока затруднительно, однако экономический эффект может быть значительным. Очевидно, что никель гораздо дешевле, чем золото. Химическое осаждение обходится без электрического тока и не требует дорогостоящего сложного оборудования. Налицо экономия за счёт упрощения технологий и использования более дешёвого материала. –  Метод химического осаждения может быть использован для нанесения тонких слоёв металла на кремниевые пластины будущих микросхем с поверхностными профилями сложной геометрической конфигурации, – подвёл итог Олег Козадеров. – Мы убедились, что технология работает, увидели, какими свойствами обладает полученное покрытие, каким образом его можно применять. Мы на этом точку не поставили, идём дальше – исследуем возможности метода в конкретных реальных условиях. Нам всем очень хочется, чтобы разработки Молодёжной лаборатории оказались не только запатентованы, но и внедрены в производство, тем более что в Воронеже есть для этого все возможности. В нашем регионе создан радиоэлектронный кластер, объединяющий предприятия отрасли.