stix
05.09.10, 16:18
wyborcza.biz/biznes/1,101716,8309575,Polski_krysztal__ktory_zmieni_wszystko__Wyprzedzamy.html
Polski kryształ, który zmieni wszystko. Wyprzedzamy gigantów techniki.
Chcesz zrewolucjonizować przemysł elektroniczny, zostać multimilionerem, a przy okazji zdobyć miejsce w panteonie światowej techniki? Wymyśl tani sposób produkowania dużych kryształów czystego azotku galu.
Taki przepis na sukces podaje w lipcowym numerze "IEEE Spectrum" flagowy magazyn amerykańskich elektroników. Jego okładkę zdobi oszlifowany, lśniący kryształ w kształcie ośmiokątnej pryzmy, a obok grubą czcionką wybity jest tytuł: "Kryształ, który zmieni wszystko".
To kryształ azotku galu - największy i najczystszy na świecie.
"Dotychczas takie kryształy były poza zasięgiem wszystkich światowych firm poza jedną, która od lat nad nimi pracuje. Ta spółka nie znajduje się w Japonii, Korei czy Stanach Zjednoczonych, ale w Polsce" - pisze Richard Stevenson, wyraźnie zdumiony tym, co zobaczył w naszym kraju. I dodaje: "Mała polska spółka, o której nigdy nie słyszeliście, wyprzedza tytanów techniki w technologii kluczowej dla XXI wieku".
Stevenson wie, o czym pisze - doktoryzował się z fizyki półprzewodników w Cambridge, jest redaktorem renomowanego pisma "Compound Semiconductor".
Laserowy telewizor, komputer w długopisie, oszczędne oświetlenie i auta na prąd
Spółka istnieje naprawdę. Nazywa się Ammono, założyli ją blisko 10 lat temu czterej absolwenci i doktoranci Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Wydziału Chemii Politechniki Warszawskiej. Zatrudnia 50 osób, na północnych przedmieściach Warszawy ma siedzibę, laboratoria o sterylnej czystości i niewielką halę produkcyjną, której nie sposób przegapić. Kompleks wyróżnia się na tle pospolitych biurowców i mógłby być ozdobą kalifornijskiej Doliny Krzemowej.
- Postawiliśmy go cztery lata temu. Nasz sprzęt oraz skala produkcji tak urosły, że przestaliśmy się mieścić w wynajmowanych pokojach - mówi prezes i jeden z założycieli Ammono dr Robert Dwiliński.
Kryształy azotku galu stały się projektem jego życia. - Spodziewałem się, że zrobimy je w dwa, trzy lata i zajmiemy się czymś innym, lecz zadanie okazało się trudniejsze, ale też zarazem bardziej fascynujące, niż myślałem - mówi.
Azotek galu jest półprzewodnikiem, tak samo jak król współczesnej elektroniki - krzem. Ale pod względem kilku cech bije krzem na głowę. Przede wszystkim potrafi świecić. W zależności od tego, jak się go domieszkuje, może świecić we wszystkich barwach tęczy - od fioletu, przez zieleń, po czerwień. Obecnie jest podstawowym materiałem do produkcji niebieskich laserów wielkości łebka od szpilki, które odczytują płyty kompaktowe w odtwarzaczach Blu-ray i konsolach gier wideo. Za pomocą niebieskiego światła na płycie można zapisać kilka razy więcej informacji niż stosowanym do tej pory laserem czerwonym (im krótsza fala świetlna, tym mniejsze mogą być "rowki" w płycie).
Dr Dwiliński twierdzi jednak, że o wiele ważniejszym zastosowaniem azotku galu będą projektory telewizji laserowej - na tyle miniaturowe, że można je będzie wbudować w najróżniejsze urządzenia, np. laptopy, telefony komórkowe, a nawet zegarki. Umożliwią przy tym projekcję obrazu wideo wysokiej rozdzielczości (HD) o barwach nieosiągalnych dla technologii LCD. Dzięki temu oglądanie telewizji i filmów za pomocą komórek stanie się o wiele wygodniejsze (dziś trzeba wysilać wzrok, by cokolwiek dostrzec na ich niewielkich ekranach).
A przy okazji komputery będzie można zredukować do rozmiaru długopisu, który wyświetla klawiaturę na biurku, a obraz - na ścianie.
- Projektory laserowe prawdopodobnie wyprą drogie, wielkie i energochłonne telewizory LCD, podobnie jak te przegoniły kilka lat temu telewizory lampowe - przekonuje dr Dwiliński. Szacuje, że docelowo świat może potrzebować nawet 2 mld takich laserów rocznie. Czy to nie porywająca wizja?
To nie wszystko. Z azotku galu konstruuje się także diody LED świecące białym światłem, które wkrótce będą poważną alternatywą dla tradycyjnych żarówek, a także energooszczędnych świetlówek. - Rynek oświetleniowy jest dziś wart blisko 80 mld dolarów rocznie - mówi Robert Dwiliński. - I z pewnością dużą jego część przejmą diody LED, bo to może dać gigantyczne oszczędności energetyczne w skali globalnej.
Obecnie na oświetlenie świat zużywa aż 30 proc. energii. A LED teoretycznie najsprawniej przetwarzają energię elektryczną na światło i mają najdłuższy czas pracy. Poza tym nie migoczą i nie mają związków rtęci, które wypełniają świetlówki.
Azotek galu ma także jeszcze jedną zaletę. Jest znakomitym materiałem na układy sterujące prądem - tranzystory, tyrystory, konwertery, inwertery - które lepiej niż krzemowe odpowiedniki radzą sobie z dużymi mocami i częstotliwościami. Co oznacza "lepiej"? Mniejsze straty energii i ponownie miniaturyzację, a więc lżejsze i poręczniejsze zasilacze do laptopów albo sprawniejsze auta z napędem elektrycznym i hybrydowym (których sprzedaż ostatnio rośnie). Inwertery z azotku galu zwiększą zasięg takich aut bez konieczności powiększania i tak już dużych i ciężkich akumulatorów. Obroty tej branży (tzw. elektroniki mocy) szacuje się na 20 mld dolarów.
Polak potrafi robić kanapki z kryształów
Gdzie w tym biznesie jest miejsce dla Ammono? Duże kryształy azotku galu - specjalność firmy - są niezbędne do robienia diod, laserów i chipów. Te cuda współczesnej elektroniki przygotowuje się bowiem jak kanapki - układając na sobie kolejne warstwy atomów, każdą odpowiednio doprawiając. Przypomina to trochę układanie piramidy z jajek, której pierwsza warstwa musi zostać ułożona w wytłoczce, bo inaczej całość nie będzie się trzymała kupy. Podobnie jest z układaniem pryzmy atomów - na samym spodzie także trzeba mieć solidne i równe podłoże, a więc cieniutki plasterek idealnego kryształu.
Plasterki krzemu powstają dziś za pomocą metody, którą przed stu laty wymyślił polski inżynier Jan Czochralski. Z tygla ze stopionym krzemem "wyciąga się" wielkie walce idealnego kryształu, które potem tnie się na plasterki i używa jako podłoża dla krzemowej elektroniki.
Z azotkiem galu jest jednak problem. To piekielnie trwały materiał - topi się dopiero w temperaturze powyżej 2200 st. C i pod ciśnieniem 60 tys. atmosfer (na co dzień żyjemy pod ciśnieniem 1 atmosfery). Nie do pomyślenia jest technologia przemysłowa, która przebiegałaby w tak piekielnych warunkach.
- Najwyższe ciśnienia pojawiają się w produkcji teflonów i kwarcu, ale to ledwie od kilkuset do najwyżej 1300 atmosfer - mówi dr Dwiliński.