Gdy świat ściga się o półprzewodniki, polscy naukowcy stawiają na inną technologię niż krzem. Instytut Wysokich Ciśnień PAN należy do światowych liderów w produkcji azotku galu, materiału wykorzystywanego m.in. w diodach LED, laserach i elektronice dużej mocy. Kolejnym celem jest wejście na rynek gotowych urządzeń

Azotek galu jest podstawą niebieskich diod LED, energooszczędnego oświetlenia, laserów i elektroniki dużej mocy. W Instytucie Wysokich Ciśnień PAN badania nad tym materiałem trwają od lat 80. To właśnie tam prof. Izabella Grzegory jako pierwsza otrzymała monokryształy GaN metodą wysokociśnieniową. W latach 90. instytut pracował nad polskim niebieskim laserem. Choć nie udało się dogonić japońskich pionierów technologii, projekt stworzył fundament pod późniejsze sukcesy.

Dziś w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN, znanym również jako Unipress, około 110 osób rozwija technologie wzrostu kryształów azotku galu. Instytut produkuje podłoża półprzewodnikowe, które trafiają do klientów, osiągając przychody rzędu 2 mln euro rocznie. Ambicje sięgają jednak dalej. Naukowcy chcą sprzedawać nie tylko podłoża i struktury półprzewodnikowe, lecz także gotowe urządzenia, takie jak lasery czy tranzystory.

Pomóc mają duże inwestycje. Instytut otrzymał około 80 mln zł z KPO i uczestniczy w europejskim projekcie Wide Band Gap Pilot Line, którego celem jest budowa europejskiego zaplecza dla nowych półprzewodników. Kluczowym kierunkiem rozwoju jest technologia GaN-on-GaN, pozwalająca budować urządzenia bezpośrednio na podłożach z azotku galu.

Do 2030 roku naukowcy chcą zwiększyć rozmiary produkowanych podłoży i mocniej wejść na rynek gotowych urządzeń. Równolegle rozwijają technologie dla fotoniki i zastosowań kwantowych. Konkurencja jest jednak silna, a przyszłość rynku pozostaje otwarta.

Czym jest azotek galu, skąd wzięła się polska specjalizacja w tej dziedzinie i czy wokół GaN może powstać w Polsce nowoczesny przemysł półprzewodnikowy? O tym Jan Stradowski rozmawia z prof. Michałem Boćkowskim, dyrektorem Instytutu Wysokich Ciśnień PAN, w podcaście „Człowiek 2.0” Polskiej Akademii Nauk. Odcinka można posłuchać na YouTube i Spotify.

• Nauki techniczne