Исследовательская группа из Московского физико-технического института и Института физики твёрдого тела РАН объявила о завершении испытаний устройства, способного измерять температуру в пределах одного нанометра внутри работающей микросхемы. Разработка, представленная 30 мая 2026 года на конференции в Черноголовке, решает фундаментальную проблему современной микроэлектроники — локальный перегрев транзисторов. По мере того как техпроцесс уменьшается до ангстремных масштабов, а число транзисторов на квадратном сантиметре превышает сотни миллиардов, традиционные термодатчики перестают справляться: они слишком велики и не успевают фиксировать мгновенные броски температуры, возникающие в момент переключения логического вентиля.
Принцип действия российского квантового термометра основан на использовании одиночных центров окраски в алмазе — так называемых NV-центров. Это дефекты кристаллической решётки, в которых атом азота замещает углерод, а соседний узел остаётся пустым. Такой центр обладает уникальными квантовыми свойствами: он способен флюоресцировать под воздействием лазерного излучения, а частота его свечения строго зависит от температуры окружающей среды. Учёные встроили NV-центры в структуру чипа на этапе его изготовления, а затем считывали изменение их флюоресценции с помощью прецизионного оптического микроскопа.
Точность метода достигает двух десятых градуса Цельсия, а пространственное разрешение — 20 нанометров. Этого достаточно, чтобы отличить нагрев одного транзистора от соседнего. «Раньше мы могли судить о тепловых полях в процессоре лишь по компьютерным симуляциям, которые часто расходятся с реальностью, — пояснил руководитель проекта профессор Алексей Акимов. — Теперь у разработчиков появился прямой инструмент наблюдения за тепловыми процессами на наноуровне». Первыми заказчиками технологии стали несколько российских дизайн-центров микроэлектроники, работающих над созданием отечественных процессоров для критической информационной инфраструктуры.
