Uwagi na temat fizyki stosowanej

1. Podsumowanie Sesji SIB

    W Sesji zostały  przedstawione trzy oryginalne prace, które stanowią próbkę danych na temat osiągnięć polskiej fizyki stosowanej. Dotyczyły one teksturowania i odkształceń plastycznych tzn. zagadnień bardzo ważnych dla współczesnej metalurgii; omawiane były ciekawe, nowe trendy w zagadnieniu detektorów  promieniowania  elektromagnetycznego; akceptacje przemysłową zyskały zaproponowane zastosowania cienkich warstw.
    Były to przykłady osiągnięć ważnych dla praktyki bądź też wręcz stymulujące produkcje. Zobaczmy jak ten wycinek polskiej fizyki stosowanej plasuje się w ogólnoświatowych osiągnięciach z tej dziedziny. W tym celu sięgnijmy do tematyki prezentowanej w czołowym czasopiśmie z tego zakresu jakim jest J. Appl. Phys. Redakcja tego czasopisma podaje następujący wykaz tematyczny prac tam publikowanych a ważnych dla tzw. hi-tech industries. Oto ten wykaz :
Semiconductors, Superconductivity, Materials, Nanostructures, Electrical and Magnetic Properties of Materials, Surfaces, Interfaces, Thin Films, Crystalline and Amorphous States, Defects and Crystals, Optics and Lasers, Plasma and Gas Discharges, Applied Biophysics.
    Jak widać nawet ten wąski wycinek polskiej fizyki stosowanej dobrze leży w głównym, światowym nurcie. Dodajmy, że przecież we wszystkich wymienionych w J. Appl. Phys. zagadnieniach pracują polscy fizycy.
 

2. Światowa fizyka stosowana

Wręcz zaskakujące są osiągnięcia fizyki na rzecz współczesnych technologii przemysłowych. Aby to unaocznić parę przykładów z zakresu elektroniki. Wybór tej dyscypliny naukowej podyktowany jest faktem, że przecież elektronika stanowi bardzo ważny element naszej współczesnej cywilizacji.

•  Zaadoptowane na skale przemysłową metody fizyczne przy produkcji mikroelementów elektronicznych.
• metody otrzymywania cienkich warstw (Molecular  Beam Epitaxy, Chemical Vapor Deposition );
• pompy próżniowe zapewniające czystość powierzchni (jonowe, dyfuzyjne, turbomolekularne, sorpcyjne, kriogeniczne i inne);
• wynikająca z postępującej miniaturyzacji - litografia wiązką ultrafioletu lub elektronów (m.in. stosowane synchrotrony);
• metoda badania, w czasie kontroli produkcji, topografii mikroelementów (AFM + interferencja światła );
• określanie  poprawności składu chemicznego mikroelementów - powszechnie stosowana mikroskopia Auger;
• kontrola grubości mikroelementu - elipsometria;
• epitaksjalność wprowadzonych warstw - metoda kanałowania;
• sprawdzanie struktury wewnętrznej mikroelementów metodą mikroskopii akustycznej.
• Nowe materiały o parametrach ważnych dla elektroniki.
• cienkie warstwy diamentu (10 mum ) otrzymywane tanią metodą CVD, zastosowania: mikroelementy odporne na zmiany temperatury, detektory promieniowania jądrowego i in.;
• nanorurki - układy węglowe, których punktem wyjścia są fullereny - ich struktura decyduje o własnościach metalicznych, izolacyjnych lub nadprzewodzących;
• krzem porowaty otrzymywany elektrolitycznie - promieniowanie luminescencji o dowolnej częstości z widma widzialnego;
• ferroelektryki - elementy pamięciowe (czas przerzutu 1ns) możliwe komputery bezdyskowe (bariera antydyfuzyjna znana!); - gigantyczny magnetoopór - czujniki pola magnet., czytniki;
• przewodzące polimery - m.in. ekrany telewizyjne o grubości 2mm
• ciekłe kryształy -dotychczas znaczniki, obecnie też displeje;
• superstruktury - studnie kwantowe - elementy elektroniczne o nowych własnościach np. strained lasers , czytniki i in.
• kropki kwantowe - być może nowa generacja mikroelementów a raczej nanoelementów elektronicznych;
• układy oparte na wykorzystaniu złącza Josephsona - ogromna szybkość reakcji (2 rzędy wielkości lepiej niż obecnie).

3. Porównanie możliwości fizyki stosowanej w Polsce i na zachodzie Europy

Działając w Advisory Committee of Applied Physics and Physics in Industry of European Physical Society miałem sposobność rozeznania sytuacji. Zagranicą istnieje znacznie ściślejszy kontakt fizyki z przemysłem. Przyczyn jest wiele. Ale chyba najważniejsze to trudności tkwiące w naszym nadal dość zacofanym i teraz preferującym licencje przemyśle, oraz obserwowane do niedawna lekceważenie przez fizyków omawianego działu fizyki. Tu trzeba powiedzieć, że obserwuje się już pozytywne objawy np. poważni fizycy nie wahają się publikować w Serii Fizyka dla przemysłu wydawanej przez WNT. Również fizyka europejska wymusza przychylne nastawienie do bardziej przyziemnych zagadnień (wymagania grantów brukselskich ).
Ważne jest również nastawienie środowiska technicznego. Dlatego przy każdej sposobności powinniśmy powtarzać Kolegom Inżynierom, podając konkretne przykłady, te oczywista prawdę: Nauka dzisiejszych laboratoriów fizycznych - Technika jutra !