«Елдің зияткерлік әлеуеті» басымдығы

89 
 
Өзінің  территориясындағы  жер  асты  суларын  талдап  карталау 
саласында  қазақстандық  гидрогеологтар  үлкен  жетістіктерге  жетті.  Оны  ең 
информативті 1:200 000 масштабта зерттелуі қазіргі уақытта 95% жақындап 
келе  жатыр.  Ресей  Федерациясының  Қорғаныс  министрлігі  Қазақстаннан 
жалға 
алатын 
көптеген 
әскери 
полигондар 
территорияларында 
гидрогеологиялық-геологиялық барлау жұмыстары өткізілмеген. 
Қазіргі  уақытта  геоақпараттық  жүйелер  ең  кең  гидрогеологиямен 
шектес салаларда таралды.  
Индиана  штатының  (АҚШ)  геологиялық  қызметі  мен  Табиғи  қорлар 
департаменті  су  тұтқыш  кешендер  мен  қабаттардың  құрылымы  мен  күйі, 
суға  төзімді  жыныстар  және  т.б.  туралы  картографиялық  және  сонымен 
байланысты  анықтауыш  мәліметтері  бар  ГАЖ  жасады.  Оған  бұрынырақ 
жарияланған «Индиана су тұтқыш қабаттарының гидрогеологиялық атласы» 
негіз болды. Ақпарат Shapefile түрінде ұсынылған. 
Balkh  пен  Khulm  (Ауғаныстан)  бассейндерінің  жер  асты  су  қорларын 
бағалау  үшін  жер  асты  суларының  деңгейлі  режимі  мен  сапасы  туралы 
қазіргі  заманға  сай  мәліметтерді,  КСРО  кезінде  қолдан  құрастырылған 
гидрогеологиялық  карталардың  географиялық  бекітілуі  мен  цифрленуін 
қосатын ArcGis пен Manifold 6.0 базасындағы геоақпараттық жүйе жасалған 
[44].  [45]  жұмысында  Батыс  Бенгалия,  Миднапур  (Үндістан)  аймағының 
гидрогеологиялық  жағдайын  зерттегенде  ГИС  қолдануы  бейнеленген. 
Жердің 
дистанционды 
барлау 
мәліметтері 
геологиялық 
картаны 
құрастырғанда  қолданылған,  тік  электр  барлау  мәліметтері  –  су  тұтқыш 
қабаттың  меншікті  кедергі  картасын  құрастыру  үшін.  Нәтижелі  карталар 
ГАЖ шегінде салыстырылған және талданған. 
[46]  жұмысы  Иорданияның  оңтүстік-батысында  құрғақ  аймақта 
орналасқан  Вади  әл-Карак  бассейнінің  геоақпараттық  жүйесін  жасауға 
арналған.  Жер  үсті  су  қорларының  аздығынан  және  көп  жылдық 
құрғақшылықтан  бұл  жерде  жер  асты  сулары  негізгі  су  қорлары  болып 
есептеледі.  Бассейннің  жер  асты  су  қорларын  зерттеу  мен  бағалау  үшін 
ArcGIS жүйесінде бедердің цифрлі үлгісін, дренаж жүйесінін картасын, еңіс 
картасын,  гидрогеологиялық  қабаттарды,  жауын-шашынның  таралу 
картасын  және  т.б.  қосатын  ГАЖ  жасалған.  Көптеген  карталар  жерді 
дистанциялық барлау тәсілін қолданып құрастырылған. 
Гидроэлектростанцияның  сарқырамасын  құрастыру  жұмыстарының 
барысында  гидрологиялық  және  гидродинамикалық  талдау  жасау  үшін 
Ханчжоудағы  (Қытай)  Чжэцзян  университетінің  ғалымдары  ArcGIS  пен 
Oracle  арқылы  мәліметтер  базасымен  интегралданған  ГАЖ  жасады. 
Сонымен қатар ол үлгілеудің нәтижелерін көрсетуге қолданылған [47]. 
[48]  жұмыста  Австралияның  су  қорларын  бағалауға  арналған  AWRA 
(Australia  Water  Resources  Assesstment)  жүйесі  негізденді.  Ол  бір  бірімен 
байланысты  бірнеше  сыңарлардан  тұрады,  сонымен  қатар  өзен  ағысын, 
ландшафты  және  жер  асты  суларын  (AWRA-G),  үлгілеу  үшін  және 
MODIFLOW  қолданғанда  континенталды  көлемде  су  балансын  жоғары 

90 
 
дәлдікпен  есептей  алады.  Алынған  мәліметтер  Австралия  ақпараттық  су 
қорлар  жүйесі  мен  жер  асты  сулар  жөніндегі  ұлттық  ақпараттық  жүйесіне 
қосылады. 
Су  қорларын,  әсіресе  жер  асты  суларын  ұтымды  пайдалану 
саласындағы  мемлекеттер  арасындағы  қарым-қатынастың  дамуына 
салмақты  үлес  ол  –  Қазақстан  ғалым  гидрогеологтары  мен  ЮНЕСКО 
арасындағы тығыз қарым-қатынас. Қазіргі уақытта бұл беделді халықаралық 
ұйым трансшекаралық су ресурстарын, оның ішінде жер асты сулары да бар, 
мәдениетті қолдануына ерекше назар аударады. Бұл жоспарда Қазақстан ОА 
мен  Кавказ  елдерінен  алда.  ЮНЕСКО  үлгісі  бойынша  Қазақстан 
гидрогеолог  ғалымдары  мемлекеттік  шекараның  бүкіл  периметрі  бойынша 
орналасқан, 
соның 
ішінде 
Ресей 
Федерациясымен, 
Қырғыз 
Республикасымен,  Түркіменстанмен  трансшекаралық  су  тұтқыш  қабаттар 
мен жер асты суларының бассейндерін анықтау жұмыстарын атқарды.  
Осы жұмыстың арқасында Қазақстан Үкіметінің уәкіл етілген мекемесі 
СҚК  бетінде  трансшекаралық  бассейндердің  жер  асты  су  қорларын 
қолдануын  ретке  келтіру  туралы  мәселе  көтере  алады.  Бұл  мәселені  шешу 
үшін Институттың ғалымдары мен «Казгидек» серіктестігі шекараның бөлек 
жерлерінде  ішерлік  жер  асты  суларының  едәуір  көлемін  шығару  үшін 
мемлекеттік  деңгейдегі  келісу  туралы  ұсыныстар  дайындады.  Мысалы 
«Сарыағаш»  курорт  аймағында  Өзбекстанмен,  Павлодарда  Ертіс 
жағажайында  Ресей  Федерациясымен,  Шу  өзені  алқабында  Қырғыз 
Республикасымен және т.б. 
Сонымен  қатар  ЮНЕСКО  желісінде  Экологиялық  қордың  жаһандық 
бағдарламасы  (ГЭФ)  шегінде  Институт  Қазақстанға  жататын  Каспий 
теңізінің  жағажайындағы  трансшекаралық  жер  асты  суларымен  тіреліп 
тұрған  акваторияның  экологиялық  күйі  туралы  Ұлттық  баяндама 
дайындады. 
Институтта  экология  саласында  техногенез  бен  адамның  шаруашылық 
әрекеті  нәтиже-сінде  жер  асты  суларының  ластану  ошағын  табу 
бағытындағы  тақырыптар  жүзеге  асырылып  жатыр.  Мысалы,  Ақтөбе 
облысындағы  Ілек  өзенінің  алқабында  үйінді  су  тұтқыш  қабаттардың  жер 
асты суларының ластануы табылған аймақтарда қазіргі уақытта ластанған су 
тұтқыш  қабаттарды  бор  мен  алты  валентті  хромнан  зарарсыздандыру  үшін 
практикалық  жұмыстар  жүргізіліп  жатыр.  Қазіргі  заманға  сай  ғылым  мен 
практиканың  қоршаған  ортаның  тазалығы  үшін  күресу  және  жер  асты 
суларын  ластанудан  қорғау  мүмкіндіктеріне  қарағанда  берілген  мысал 
бірегей болып табылады. 
Қазіргі  уақытта  У.М. Ахмедсафин  атындағы  Гидрогеология  мен 
геоэкология  институты  жоғары  дәрежедегі  ғылыми  кадрлардың  қатты 
жетіспеушілігін сезінеді, ал лабораторияларды кадрлармен толтыру ең төмен 
қиын-қыстау  деңгейге  жетті.  Жоғары  дәрежедегі  кадрлардың  орташа  жасы 
60–63  жақындады,  бұл  Қазақстанда  осы  ғылым  саласына  болашақта 
сақталуына  қатер  төніп  тұрғанын  білдіреді.  ҚР  БҒМ  басшылығына  ғылым 

91 
 
үшін кадрлар дайындауына назар аудару керек, соның ішінде қазіргі уақытта 
докторлар hD дайындауға рұқсат етілген Ұлттық университеттер докторан-
турасы арқылы гидрогеология мен инженерлік геология саласында.  
Елдегі су қорларын басқару аса маңызды мәселе болып қалды. Ол әзірге 
онша  нәтижелі  емес.  Осы  бағыттағы  әлемдік  тәжірбие  сумен  қамтамасыз 
ететін  объектілерінің  мемлекеттік  мониторинг  жүйесін  автоматтандыру, 
соның ішінде жер асты суларындағы су бөгеттер, жер асты сулары тәртібінің 
өзгерістеріне  жылдам  шағылысуға  және  су  алуды  тұрақтандыру  үшін 
барабар шаралар қолдануға мүмкіндік беретінін дәлелдейді. Мысалы, АҚШ-
та  әрекеттегі  және  бақылығыш  ұңғымалардың  орасан  зор  жүйесін  қосатын, 
жер  асты  суларын  мониторингтейтін  бірыңғай  мемлекеттік  жүйе  жұмыс 
істейді.  Елдің  кез  келген  жеріндегі  жер  асты  суларының  негізгі 
көрсеткіштері  туралы  жетерлік  ақпарат  алу  үшін,  ғаламторға  онлайн 
режимінде кіру ғана жеткілікті. 
Су  саласында  басқару  мекемелерді  қайта  құрғанда,  Қазақстан  сияқты 
Жердің  құрғақ  аймақтарында  орналасқан  және  өз  халқы  мен  экономика 
салаларын сумен қамтуда едәуір нәтижелерге жете алған елдердің (Үндістан, 
Израиль,  Сауд  Арабиясы,  Иордания,  Мысыр  және  т.б.).  тәжірибесімен 
танысу  керек.  Қазіргі  уақытта  оның  жағдайын  жоғарылату  және  бір 
министрлік ішінде барлық су қорларын (жер үстіндегі және жер астындағы) 
қосу  қажеттілігі  қалыптасты.  Қазіргі  кезде  ҚР  Президентінің  2014  жылғы  4 
сәуірдегі №786 Жарлығымен барлық су ресурстары (жерүсті және жерасты) 
бір  министрлікке  –  Қоршаған  ортаның  қорғау  және  су  ресурстары 
министрлігіне біріктірілген. 
Каспий  маңының  осы  мұнай  өңдеуші  ауданында  мұнай  ұңғымаларын 
пайдалану  кезінде  жыл  сайын,  мұнаймен  қоса,  пайдалы  компоненттерінің 
концентрациясы  бар,  30  млн  м
3
  астам  тұздықтар  алынады.  Осылайша, 
қандай да болсын компоненттің минималдық рұқсат етілген шегінен асатын 
құрамы  бар,  компоненттерді  алу  тиімділігі,  КМК  Нұсқаулығындағы  және 
қандай 
да 
болсын 
елдің 
өнеркәсібінде 
пайдаланылатын, 
гидрометаллургиялық 
және 
арнайы 
химиялық 
технологиялардағы 
талаптарға байланысты. 
Мұнай-газ 
гидрогеологиясын, 
техногендік 
гидрогеологияны 
математикалық  үлгілеу  бағыттарын,  табиғи,  болжамдық өңірлік  қорлар  мен 
жер  асты  суларының  пайдаланылатын  барланған  қорларын  бағалауды 
айрықша атап өткен жөн. 
Тұщы  шаруашылықтық-ауыз  су  жер  асты  суларын,  сондай-ақ  емдік 
минералдық  суларды  барлау  және  ұтымды  пайдалану  саласындағы 
зерттеулерді,  жоғары  әлемдік  деңгейіне  жатқызуға  болады.  Соңғыларына 
қатысты, минералдық суларының емдік бальнеологиялық қасиеттерін қамту 
түрлері  мен  кеңдігінің  әртүрлілігі  бойынша,  Қазақстан  мұндай  суларға  бай 
деп айтуға болады. Әртүрлі ауруларды емдеуге тәжірибелік пайдалану үшін, 
оларды 
тежеп 
тұрған 
бірден-бір 
фактор, 
дүниежүзілік 
атақты 

92 
 
бальнеоемханалармен  салыстырғанда,  санаторийлердің  және  курорттардың 
жеткіліксіз жабдықталмағандығы болып табылады.  
Ауқымды  қаржылық  шығындар  қажеттігіне  байланысты,  әзірше  бұл 
саланы игеруде жеке инвесторлар зауықсыз. 
Басқа тежегіш фактор – емдік минералдық көздері бар, санаторийлердің 
және  курорттардың  орналасу  орындарына  баратын,  заманауи  сападағы 
автокөлік  жолдарының  ішкі  желілерінің  дамымағандығы  болып  табылады. 
Сондай-ақ  туристік  саланың  дамымауы  мен  әртүрлі  ауруларды  емдеуге 
арналған,  Қазақстанның  минералдық  суларының  бальногеологиялық 
көрсеткіштерінің кеңінен жарнамаланбауы да өз әсерін тигізіп отыр, 
Институттың  ғылыми  зерттемелерді  енгізу  саласындағы  жетістігін 
бұдан әрі да нығайту керек. Қызылорда қаласын жоғары сапалы, тамаша жер 
асты  суымен  сумен  жабдықтау  мәселесі,  қазіргі  кезде  ауыз  сумен 
жабдықталуда  айтарлықтай  қиындықтарды  басынан  кешіріп  отырған, 
республиканың  басқа  да  аумақтары  бойынша  да  ұқсас  жұмыстардың 
бастамасы  болуы  тиіс.  Атап  айтқанда,  2011  жылы  жасалған,  2020  жылға 
дейінгі кезеңге бағдарланған, «Мониторинг аясында, Қазақстанның жер асты 
суларын,  өнеркәсіптерге  және  экономиканың  басқа  салаларына,  ауыз  су 
қажеттіліктеріне,  суаруға  және  суландыруға  кешенді  пайдалану» 
бағдарламасындағы  тәжірибелік  ұсыныстарда  назар  аударылған,  батыс, 
солтүстік және Орталық Қазақстанның аудандары. 
2012 жылғы 14 желтоқсандағы Мемлекет басшысы Н. Ә. Назарбаевтың 
«Қазақстан–2050:  Стратегиясы  қалыптасқан  мемлекеттің  жаңа  саяси 
бағыты»  Қазақстан  халқына  деген  міндеттеріне  ерекше  көп  көңіл  бөлінуі 
қажет. 
Каспий теңізінің проблемаларын зерттеу де, Каспий аумағы елдерінің  -
Иран  Ислам  Республикасының,  Әзірбайжанның,  Түркіменстанның,  Ресей 
Федерациясының  ғалымдарымен,  Еуропалық  Одақ  –  Нидерландия, 
Германия,  Ұлыбритания  өкілдерімен  тығыз  қатынаста  жүргізілді.  Сонымен 
қатар,  Каспийдің  экологиялық  мәселелерін  зерттеу,  Каспий  қайраңында 
мұнайды  барлау  және  өндіру  бойынша  инвесторлар  мәртебесіне  ие  болған, 
мұнай  компанияларының  Халықаралық  Консорциумы  мүшелерімен  тығыз 
қатынаста  жүргізілді.  Басында  бұл  «ОКИОК»  Консорциумы  басшылығы, 
кейіннен «Аджип ККО» болды. 
Каспий  теңізі  мәселелерін  кешенді  зерттеуде,  Каспий  мәселелері 
бойынша  Техникалық-Экономикалық  Баяндама  (ТЭБ)  жасау  мен  теңіз 
деңгейінің  қарқынды  көтерілуіне  байланысты,  жағалау  маңындағы  мұнай 
кен орындарының су басудың және батудың алдын алу бойынша ұсыныстар 
жасау  айтарлықтай  нәтижелі  болды.  Каспий  теңізі  бойынша  ҒЗЖ  негізгі 
ұйымы бола отырып, Институт, Ресеймен бір мезгілде дерлік, Қорғаныш іс-
шаралары  жобасын  жасады  және  теңіздің  жағалау  маңының  қазақстандық 
бөлігіндегі  экологиялық  ахуалды  тұрақтандыру  жөніндегі  ұзақ  мерзімдік 
жоспар  белгіледі  және  экономиканың  мұнай-газ  секторындағы  қауіпсіздік 
бойынша тәжірибелік шаралар тізімін ұсынды.  

93 
 
Гидрогеология  саласындағы  ҒЗЖ  жаңа  үшжылдық  циклдің  басталуы 
(2012–2014 жж.), институтты қаржыландыру көлемінің айтарлықтай өсуімен 
және  республиканың  жер  асты  суларын  қалыптастырудың  және  таратудың 
ғылыми және қолданбалы мәселелерімен айналысатын, қызмет етіп отырған 
6  зертхананың  ғылыми  қызметкерлерінің  санының  бірқатар  толығуымен 
атап  өтілді.  Мемлекеттік  қаржыландыру  есебінен  де,  сондай-ақ  ғалымдар 
тапқан  шарттық  қаражаттар  есебінен  де,  химиялық-талдау  зертханасының 
талдамалық  негізін  нығайту  күтілуде.  Көрсетілген  үрдістер,  ұжымға, 
жоғалған  позицияларды  жылдам  қалпына  келтіруге  және  ғылыми 
зерттеулердің  жоғары әлемдік деңгейге шығуына сенім білдіруге мүмкіндік 
береді.  
2012–2020  жылдар  кезеңіне  «Ақбұлақ»  бағдарламасымен  анықталған, 
іске  асыру  мақсатымен,  жаңадан  ашылатын  жер  асты  су  кенорындарының 
бағалауына 
және 
су 
құбырының 
пайдаланылатын 
қорлардың 
қайта бағалауына маңызды көңіл бөлген.  
Осы жайда Қазақстанда өткізілетін  іргелі және қолданбалы зерттеулер, 
Жердің  қуаңшылық  аймақтарында,  қайсыларына  Орталық  Азия,  Таяу 
Шығыс,  Солтүстік  Африка  сонымен  қатар  Үндістан,  Пәкістан  елдері  және 
басқалары  жататын,  жер  асты  сулардың  қалыптасуы  мен  үлестіру 
заңдылығын 
зерттейтін, 
қазіргі 
замандағы 
халықаралық 
ғылыми 
талаптарына жауап береді.  
«Ақбұлақ» бағдарламасын іске асыруына байланысты таяу жылдардағы 
ең  маңызды  міндеттер.  Осы  бағдарламаның  міндеттерін  орындалуына 
кедергі  жасайтын  нақты  міндеттерді  дер  кезінде  шешу  мақсатымен 
әкімшілік  облыстар  бойынша  іске  асырылуды  және  су  шаруашылық 
бассейндерді  үздіксіз  қадағалау.  Сол  үшін  жедел  шараларды  қабылдауға 
институт  басшылығы  Геология  және  жер  қойнауын  пайдалану  комитетiмен 
тікелей  байланыста  болуы  қажет.  Республиканың  барлық  территориясы 
бойынша  орындалған  зерттеулер  қорытындысында  жер  асты  судың 
қолдануының  бүгінгі  жай-күй  талдауы  өткізілген.  Өңірлік  болжамдық 
ресурстар  және  тұщы,  аз  минералды  ауыз,  шаруашылық-ауыз,  техникалық, 
емдік  минералды,  геотермикалық және  өнеркәсіптік  жер  асты  су  пайдалану 
қоры  орнатылған.  Олардың  аумақтық  жатуы  айқындалған  және 
гидрогеологиялық  аумақтауы  геологиялық  саласы  бойынша  платформалық 
және тауқатпарлы құрылым шегінде сипаттамасы берілген. 
Мәселелердің кең аумағын қарастыру негізінде, табиғи және пайдалану 
қорларын  бағалауына  байланысты  және  Қазақстан  Республикасының  жер 
асты  су  ресурстарын,  олардың  келесіде  тиімді  пайдалану  және  мемлекеттің 
су қауіпсіздігін қамтамасыз ету  үшін 2012–2020 жылдар кезеңіне нысаналы 
ғылыми-техникалық салалы «Қазақстан Республикасының жер асты суларын 
ауыз  суына  қажетті  қолдану,  суару  және  суландыру,  өнеркәсіптік  және 
экономиканың басқа салаларын мониторинг шеңберінде кешенді пайдалану 
бағдарламасы» әзірленген. 

94 
 
Алынған  мәлімет  бірнеше  маңызды  қорытынды  жасауға  мүмкіндік 
береді, негізенен тәжірибелік бағытталуы барын. 
1. Айқындалған  әртүрлі  жер  асты  сулардың  табиғи  ресурстары  мен 
пайдаланатын  қорылары,  артезиандық  бассейндерінде  және  жер  асты 
тасқындарында  орнатылған,  біріншіден,  тұщы  мен  аз  минералды  сулар 
стратегиялық  ресурс  болып  танылады,  алдын  ала  қалалық  пен  ауыл 
тұрғындарын  ауыз  сумен  жабдықтауын  ұйымдастыруына.  Осы  су 
ресурстарының  түрі  жер  қабаттағы  су  көздерімен  салыстырғанда 
айтарлықтай  шағындау  ластану  процесіне  ұшырайды  және  тұрақты  сапалы 
мен сандық параметрі бар. Жер асты сулардың біраз бөлігі трансшекаралық 
бассейндерден  басқа,  Қазақстан  территориясында  қалыптасады  және  жыл 
сайын  толықтырылады.  Демек,  олардың  ұтымды  және  ұқыпты 
пайдаланылуы – біздің қазіргі кездегі және келешектегі су қауіпсіздік кепілі. 
2. Қазақстандағы  бар  су  сақтаудағы  жағымды  тәжірибесінің  су 
пайдалануды  практикаға  енгізу  және  икемді  тарифтік  саясаттын 
қолдануымен  пайдаланатын  судың  есеп  құралдарын  енгізу,  сонымен  бірге 
әр-түрлі  жер  асты  суларды  алдыңғы  қатарлы  әлемдiк  әдістерімен  кешенді 
пайдалану, 
Қазақстанға 
халықты 
сумен 
қамтамасыз 
етудің 
қиыншылықтарын  жеңуге  және  дамып  жатқан  экономикаға  бар  су 
ресурстарын ұтымды пайдалануына байланысты мүмкіндік береді.  
3. Жер  асты  сулардың  құндылығы,  елдің  су  ресурстарының  жалғамалы 
бөлігі  ретінде  келешекте  Қазақстанмен  көрші  шекара  елдердің 
экономикаларының қарышты дамуымен байланысқан объективтi себептерге 
орай үнемі көбейе береді. Бүгінге дейін олардың біреуімен де Қазақстан қол 
қойылған және бекіткен мемлекетаралық өркениетті су бөлу, негіз қалаушы 
заңнамалық  Актілері  мен  Конвенцияларына  сүйенген  су  бөлу  жөнінде 
халықаралық 
қоғамдастық 
БҰҰ-ның 
қамқорлығымен 
қабылданған 
келісімдері мен шарттары жоқ.  
4. Негізгі  іргелі  ұстанымдарын  іске  асыру,  су  ресурстар  саласындағы 
ғылым  мен  практиканың  маңызды  міндеті  –  Қазақстан  территориясы  мен 
трансшекаралық  бассейндерде  су  экожүйелерінің  табиғи  тепе-теңдігін 
сақтау  және  экологиялық  тұрақтылығын  қамтамасыз  етудің  негізі  ретінде 
жер  қабығындағы  және  жер  асты  сулардың  пайдалануын,  республика 
территориясы  мен  маңындағы  елдерде  сумен  қамтамасыз  ету  және  су 
қашыртқы  жобаларын  іске  асыру  кезіндегі  жердің  табиғи  сулардың 
бірлестігі.  
5. Қазірде  құрылған  жағдайларда  гидрогеологиялық  ғылымы  мен 
практиканың  алдында  ақиқат  өмірдің  өзекті  талаптарынан  туындайтын 
ұстанымпаздық  жаңа  міндеттер  тұрғызылады,  экономиканың  қарышты 
дамуын  қамтамасыз  ету,  халықтың  өскелең  сұранысын  қанағаттандыру  мен 
әлеуметтік жағдайын жақсарту.  

95 
 
Жартылай 
өткізгіштер 
және 
наноқұрылымдар 
физикасы 
саласындағы зерттеулер 
Жартылай  өткізгіштер  және  жартылай  өткізгішті  приборлық 
құрылымдар қазіргі кездегі техника мен өнеркәсіптің негізі болып табылады. 
Микроэлектроникадағы  приборлық  құрылым  өлшемдерінің  кішіреюі  көп 
жылдар  бойы  транзистордың  әрбір  24  айда  бір  кристалға  көбеюі  бойынша 
атақты  Мур  заңына  сүйеніп  келеді  және  соңғы  уақытта  процессорлардағы 
транзистор  саны  ~510
9 
жетті.  Олардың  негізінде  кеңінен  қолданылатын 
жартылай 
өткізгішті 
қондырғылар 
өңделді. 
Жартылай 
өткізгіш 
наноқұрылым, 
тасымалдауыштары 
квантты 
шектелген 
құрылым, 
плазмоника және фотоника үшін құрылымды өңдеу бойынша зерттеулердің 
өсуі байқалады. Жаңа жартылай өткізгіш материалдар мен наноқұрылымдар 
көптеген  салаларда  қолдануға  болатын  жетілдірілген  транзисторлар, 
диодтар,  күн  элементтерін,  сенсорлар  және  де  басқа  да  приборлық 
құрылымдар  алуға  мүмкіндік  береді.  Осы  жұмыста  біз  соңғы  жылдарда 
жасалған  және  қолданылған  жартылай  өткізгішті  материалдар  туралы 
қысқаша шолу жасаймыз.  
Приборлық  құрылымды  түрлендіру  және  жасау  әдісі.  Наноқұрылым 
синтезінің  екі  түрі  болады:  дәстүрлі  жартылай  өткізгіш  электроникаға 
арналған  «жоғарыдан  төменге»  дайындау  әдісі  және  де  ең  сипатты 
нанотехнология  үшін  «төменнен  жоғары»  әдісі.  Бірінші  түрі  литография, 
ионды  имплантация,  диффузия,  уландыруды  қолданумен  микросхемаларды 
дайындау кезінде қолданылады. Екінші  түрі ретті жинақтау немесе атомдар 
мен молекулалардың өздігінен ұйымдасуы жолымен наноөлшемді құрылым 
синтезінде қолданылады.  
Наноқұрылымдарды 
ионды 
сәуле, 
лазерлі 
литография, 
ақау 
инжинирингі  сияқты  «жоғарыдан  төменге»  әдістерімен  алуға  болады.  Бұл 
әдістер  қатты  денелер  мен  беткейлердің  құрылыстық  және  химиялық 
түрленуі,  қосындыланған  уландыру,  беткейдің  активациясы  және 
деформациясы,  имплантация,  ионды  орын  ауыстыру,  беткей  және  беткейге 
дейінгі  қабаттағы  синтез,  аморфизация  және  т.б.  үшін  қолданылады  [49]. 
Ионды-қозғалыспен  отырғызу  жолымен  газды  фазадан  жоғары  дәлдікпен 
бақылауға  болатын  немесе  диаметрі  7  нм  наноқұрылымнан  жұқа  үлдірмен 
қаптауға 
болады. 
Наноқұрылымдардағы 
радиациялық 
әсерлер 
көлемділерден  [50]  айрықша,  сондықтан  оларды  материалдар  қасиеттерін 
түрлендіру  кезінде  қолдануға  болады.  Трафареттерді  лазерлі  жасау  әдістері 
электрондық және иондық литографиядағы сияқты вакуумды талап етпейді, 
бағасы төмен, үлкен аймағымен 2D және 3D [51] наноқұрылымдарын алуға 
мүмкіндік береді. «Төменнен жоғары» синтезінің әдістері: газдан  химиялық 
қондыру  (CVD),  «газ-қатты»  және  «газ-сұйық-қатты»  механизмі  бойынша 
газды  фазадан  синтез,  молекулярлық-сәуле  эпитаксиясын  қолданумен, 
наношаблондар,  электроспининг,  уландыру,  лазерлі  шашу  қолданумен 
синтез әртүрлі наноқұрылымдарды алуға мүмкіндік береді.  

96 
 
Бірөлшемді  наноқұрылым  (1D)  көбінесе  сенсорларда  қолданылып,  күн 
элементтері (КЭ), пьезогенераторлар, фотоника және оптоэлектроника үшін 
болашағы  бар.  1D  құрылымының  артықшылығы  жоғары  кристалдық 
жетістік, түйір шекараларының аз ықпалы, үлкен меншікті аймақ, өзгерудің 
қарапайым әдістері, сезімталдық пен қосындылауды 1D құрылым диаметрін 
басқару  немесе  дала  әсерін  пайдаланумен  сыртқы  ықпалға  көндіру 
мүмкіндіктері болып табылады.  
1D – құрылымдарындағы электрондық тасымал жинақы күй – донорлар 
мен  акцепторлар,  тасымалдауыштардың  шашырау  ұстағыштары  мен 
орталығы  бар  өлшемдік  тиімділі  мен  беттік  ықпалының  арқасында 
көлемдіктен  айырмашылығы  бар.  Сондықтан  наножіптердің  электрлік 
қасиеттерін  беткейді  түрлендіру  жолымен  бақылауға  болады,  мысалы,  оны 
пассивациялау  немесе  адсорбциялық  молекулалар  қабатымен  қанықтыру. 
Карбоксилды  топтардың  отыруы  кезінде  наножіптердің  өткізгіштігі  10
6
 
өзгерді  және  қосу  контактісі  омдыққа  айналды.  Қасиеттердің  беттік 
ақаулармен бақылау арқылы өзгеру әдістері GaAs, SnO
2
, TiO
2
 және басқа да 
материалдар үшін өңделді [52]. Өсу режимін ауыстырумен материалдардың 
қасиеттерін басқаруға болады.  
Диодтар, транзисторлар, жұқа үлдірлі транзисторлар. Жарықты және 
зарядталған  бөлшектерді  қабылдауға  арналған  кеңінен  тараған  жартылай 
өткізгіш  кремний  детекторларының  технологиясы  жоғарғы  деңгейге  жетті. 
Детекторлар аз жарамсыз қабатымен жұқа және жалпақ n
+
pауыспа түрінде 
орындалады.  База  қалыңдығы  прибордың  тағайындалуымен  анықталады 
және  қажет  болса  жоғары  энергияның  бөлшектерін  тіркеу  кезінде  оның 
қалыңдығы  бірнеше  миллиметрге  жетуі  мүмкін.  Жинақы  кремнийлі 
энергодисперстік 
детекторлар 
фотокөбейткіштерді 
алып 
тастауға 
итермеледі,  өйткені  олар  бөлме  температурасында  сигнал/шудың  жоғары 
қатынасымен фотон есебі режимінде жұмыс істей алады.  
Квантты  шұңқырлармен  бөлінген  және  бірнеше  деңгейден  тұратын 
квантты  барьерлерден  тұратын  резонансты  туннелді  диодтардың 
конструкциясы  жақсартылды.  Квантты  шұңқырлардағы  құрылым  бөлме 
температурасында, үлкен ток пен 1ТГц дейін жиілікте жұмыс істей алады. 
Жалпақ 
дисплейлер 
монитор 
нарығынан 
электронды-сәулелік 
түтіктерді  алдырды  және  де  дисплейлерге  арналған  матрицаларды  жасау 
технологиясының  оңтайландырылуы  өзекті.  Жарық  диодтары  (LED)  мен 
органикалық жарық диодтарында (OLED) қарқынды матрицамен дисплейлер 
үшін  біртекті  қасиеттерге  ие  поликристалдық  кремнийлі  транзисторлардан 
жақсы  жұқа  үлдірлі  транзисторлар  өңделуде.  Тасымалдаушыларының 
жоғары  қозғалғыштығы  мен  майысқыш  төсеніші  үлкен  ауданда  біртекті 
қасиеттері  бар,  диагоналы  70  дюймнан  жоғары  (170  см  және  одан  көп), 
жоғары  шешіммен  (40002000)  және  жылдам  шақыруымен  (>240  Гц)  жұқа 
үлдірлі  ZnO-транзисторлары  және  аморфты  транзисторлар  In–Ga–Zn–O 
(IGZO)  (In:Ga:Zn=1.1:1.1:0.9  қатынасымен)  жасалды.  Өте  қымбат  индийге 
қарамастан  Zn–Sn–O,  Ga–Zn–Sn–O  және  т.б.  ерітінділері  өңделуде, 

97 
 
қабаттардың қасиеттері реттелуде [53]. Үлкен ауданымен қарқынды матрица 
өндірісінің  экономикалық  тиімділігін  жоғарылату  үшін  синтез  әдістері  (су 
ерітінділерін  химиялық  тазалау,  біртіндеп  басу,  ортадан  келтіру  әдісі) 
зерттелуде. 
Жарық диодтары, лазерлер және терагерцті (10
12
) шағылдырғыштар. 
Жартылай  өткізгіш  жарық  диодтары  (LED)  осы  уақытта  жарық  бергіштер, 
мысалы,  дисплейлерде,  арнайы,  жалпы  және  безендіру  жарықтарында 
шамшырақтарды  орнына  кеңінен  қолдана  бастады.  LED  үлкен  аудан 
панелінде  және  әртүрлі  түрде  жинақталуы  мүмкін,  кез  келген  түсті  және 
түстік  температураны  таңдауға  мүмкіндік  береді,  ПӘК  жоғары,  қосу  және 
ажырату  жылдамдығы  тез,  жұмыстық  температура  диапазоны  кең  (-20°С 
85°С), қызмет көрсету ұзақтылығы 50 000 сағатқа дейін жетеді.  
LED  тиімділігін  жоғарылатудың  негізгі  факторы  генерация  аймағынан 
толық  ішкі  шағылысу,  ішкі  жұтуды  азайту  және  жарықты  контактілермен 
тоқтату  есебінде  жарықтың  ең  үлкен  шығуына  жету  болып  табылады.  LED 
жарық  эмиссиясының  шығуын  жоғарылату  әдістеріне  оптикалық 
резонаторларды, брегг торларын жасау, LED  ішкі және сыртқы беткейлерін 
наноқұрылымдау, 
микросфера, 
микропирамида, 
наностреженьдер, 
микролинзалардың  және  фотонды  кристалдардың  реттелген  қабатымен 
қаптау және де беттік жалынды резонансты қолдану кіреді [54].  
Квантты  нүктелердегі  (КН)  лазерлер  жоғары  сипаттамалары  бар, 
өйткені КН энергетикалық спектрі атомарлыққа ұқсас және де КН жарықтың 
жұтылуы  мен  шағылысуы  жіңішке  аймақтың  күйінде  тығыздылық  жоғары 
болғандықтан  қарқынды  болады.  КН  табалдырықты  токпен  жартылай 
өткізгішті  лазерлерді  кәдімгі  шамадан  2  есе  төмен  өзгермелі  шағылысуды  
~1 А/см
2 
дейін генерациялау үшін жасайды.  
Қосымша  әсерлер  КН  1D3D  аса  жоғары  құрылымдар  – 
наноэлектроника және оптоэлектроника приборларының келесі сатысы үшін 
жасалған  жасанды  кристалдарда  ретті  жинау  кезінде  пайда  болады.  КН 
реттелген 
массивін 
алудың 
технологиялық 
әдістеріне 
кернеулік 
материалдардың  өсуі  кезіндегі  кездейсоқ  синтез,  молекулярлық  және 
химиялық  эпитаксиясы  әдістерімен  синтез,  CVD,  электронды  және  ионды-
сәуле литографиясы, атомды-қуатты микроскоп көмегімен синтез, химиялық 
және электрхимиялық уландыру және т.б. әдістер кіреді.  
Спектроскопия  мен  ақпаратты  беруге  маңызды  1.96  микронды  ИК-
диапазонда  70%  дейінгі  тиімділігімен  және  1  ГВт  ең  жоғарғы  қуаттылы-
ғымен  лазерлер  дайындауға  арналған  өтпелі  металдар  атомдарымен 
қосындыланған  A
2
B
6
  (ZnSe,  ZnS,  CdSe,  CdS,  ZnTe)  материалдары  және 
(CdMnTe, CdZnTe, ZnSSe) үштік ерітінділер өңделді. 
(10
12
)  терагерцті  жиілікте  жинақы,  қайта  орындалатын  және  когерентті 
желістерді  өңдеу  өзекті.  Толқын  ұзындығы  0.033  мм  сәйкес  келетін 
диапазон СВЧ және ИК диапазондарының арасында орналасқан. Терагерцті 
сәулелердің  жеңіл материалдар  арқылы  өтуінің арқасында  мұндай  желістер 
сканирлеу  жүйелерінде,  медицина  томографиясында,  материалдардың 

98 
 
сапасын  бақылау  жүйесінде  қолданыс  табады.  Сәулелердің  терагерцті 
желісін  жасау  үшін  екіөлшемді  плазмондарды  және  жартылай  өткізгішті 
нано-гетерқұрылымдарды  қолданудың  болашағы  бар.  Бір  чипті  плазмонды 
ТГц-желістің  қуаттылығы  сынап  шамшыраққа  қарағанда  30  есеге  аз,  бірақ 
үш  ретке  төмен  энергияны  жұмсайды.  Сондықтан  алдағы  уақытта  сәуле 
қуатын  тұтынушының  қажетті  қуатын  сақтаумен  бірнеше  ретке 
жоғарылатуға болады.  
Молекулярлы  электроника  және  органикалық жартылай  өткізгіштер. 
Биоэлектроника  және  биофотоника  жылдам  дамитын  аймақ  болып 
табылады.  Биоэлектрондық  қондырғыларды  жасау  үшін  зерттелген 
белоктардың  ішінде  көбінесе  бактериородопсин  (жарық  энергиясын 
химиялыққа  айналдыратын  белок)  және  бактериялық  фотосинтетикалық 
реакциялық  орталықтар  көңіл  бөлінеді.  Бактериородопсин  специфика 
болмағанда  жарық  жинау  жүйесін  өсімдігі  үшін  өсімдіктегі  оның 
тиімділігінің  5%  салыстырғанда,  күн  сәулесінің  тек  0.1-0.5%  қолдануға 
мүмкіндік  береді.  Биожүйемен  жанасқан  жартылай  өткізгіштер  мен 
металдық  нанобөлшектерді  қолданумен  нано-биотехнологиялық  жақындау 
жарық  сезімтал  белок  әлеуетін  жоғарылатуы  мүмкін.  Бүгінгі  фототок  мәні 
0.4 мкА/см
2 
жетті, бірақ даму қоры әлі де көп.  
Органикалық  жартылай  өткізгіштердегі  жақсы  құрылым  олардың 
әртүрлі  салаларда  қолданылуына  мүмкіндік  береді.  Оларды  біртіндеп  басу 
жолымен  жасауға  болады,  бұл  кең  масштабты  өндіріс  үшін  тиімді  болып 
табылады.  Органикалық  жарық  диодтарындағы  (OLED)  қарқынды  дисплей 
өндірісі  осы  уақытта  өнеркәсіп  деңгейіне  шықты,  майысқыш  және  мөлдір 
дисплейдің  прототиптері  жасалды.  OLED  тиімділігі  органикалық  емес 
жартылай  өткізгіштердегі  LED  тиімділігімен  салыстыруға  келеді,  бірақ 
фотонды  жоғалу  және  экситондардың  тоқтатылуы  осы  кезге  дейін  OLED 
тиімділігін және мөлдірлігін шектейді.  
Жартылай  өткізгіш  датчиктер  және  сенсорлар.  Наноқұрылымдар 
аналитика  аймағында  және  биомолекулярлық  тану  және  сепарацияға 
арналған  аса  сезімтал  сенсорларды  жасау  кезінде  мүмкіндіктері  зор. 
Сенсорлардың  сезімталдығы  беткейді  көлемге  үлкен  қатынасы  бар, 
металдық нанобөлшектерді  қосындылауды,  функционализациялауды  қолда-
нумен  1D-архитектураны  қолдану  кезінде  жақсаруы  мүмкін.  Мысалы, 
этанол,  көміртегі  моно-оксид  буы,  сутегі,  ацетон  метаны  және  т.б.  жоғары 
сезімталдығымен  TiO
2 
газды  датчиктер  әртүрлі  салаларда  кеңінен  қолданыс 
тапты:  биомедицина,  химия,  қоршаған  ортаны  қорғау,  тағам  өнімдері  және 
т.б.  
Термоэлектрлік  және  пьезоэлектрлік  генераторлар.  Термоэлектрлік 
тиімділік  материалдың  жылу  өткізгіштігі  төмендегенде  жоғарылайтыны 
белгілі.  Наножіптердің  термоэлектрлік  тиімділігі  фонондардың  беттік 
шашырауы  есебінен  көлемдік  материалдармен  салыстырғанда  айтарлықтай 
жоғары.  Сондықтан  1D  құрылым  термогенераторлар  үшін  тиімді.  2020  нм 
өлшемді кремнийлі 1D наножіптердің көлемдік материалдарға қарағанда 100 

99 
 
ретке  жоғары  термоэлектрлік  тиімділігі  бар.  20-40  нм  диаметрімен  ZnO 
наножіптердің  термоэнергиялық  әсер  күш  коэффициенті  көлемдік 
материалдардікіне  қарағанда  екі  есе  жоғары.  Күнсәулесі  термоэлектрлік 
генераторларын  күн  элементтерінің  тиімділігімен  салыстыруға  болады. 
Термоэлектрлік 
генераторлардың 
тиімділігі 
АМ1.5 
(1000 
Вт/м
2
) 
жарықтандыру кезінде 4.6% жетті.  
Фотоэлектрхимиялық  ұяшық,  судың  фотоэлектролизі.  Судың 
фотоэлектролизі  үшін  ең  аз  дегенде  1.23  эВ  энергия  қажет.  Оңтайлы 
фотоэлектрхимиялық  ұяшықта  жартылай  өткізгіш  аймағы  дұрыс  орналасуы 
қажет. Күн энергиясының электрлікке қайта түзілуінің теориялық тиімділігі 
бір  өтумен  жүйені  қолданумен  30.7%  жетті.  Бірақ  осы  күнде  жеткен 
тиімділік  (10-12%)  теориялық  шектен  бірнеше  ретке  төмен.  Фотохимиялық 
ұяшыққа  арналған  таза  материал  әлі  өңделмеген,  TiO
2
  жасалған  1D3D 
наноқұрылым, нано α-Fe
2
O
3
, CdSe, WO
3
, InP жете зерттелуде. Тиімділік пен 
функцияланудың  тұрақтылығын  жоғарылатуға  арналған  өзара  толтырғыш 
қасиеттерімен басқа да материалдардың түрлері таңдалуда.  
Медицинадағы  квантты  нүктелер.  КН  in  vivo  (ағзада)  және  in  vitro 
(лабораториялық жағдайда) зерттеулерде қолданылады. Биомедицинада көп 
емес  КН  қолдану  тізіміне:  дәрі-дәрмекті  тасымалдау  және  ентаңбалауға 
белгіні жасау, ағза ішіндегі заттардың қозғалысын бақылау, гендік терапияға 
арналған 
таңбалар, 
магнитті-резонансты 
томографияға 
арналған 
гипертермия  және  ұқсас  заттар  үшін  агенттер,  in  vivo  табу  және  ауруды 
тоқтату,  патогендік  жасушаларды  таңдаулы  жылумен  өңдеу,  дәрі-дәрмектің 
фотосенсибилизациясы  және  терінің  біріккен  бұзылуы,  фотодинамикалық 
терапия  үшін  флуоресценция  энергиясын  резонансты  беру  жатады. 
Жартылай  өткізгішті  КН  ішкі  ет  пен  ағзаның  in  vivo суреттемесін  алу  үшін 
кеңінен  қолданылады.  Зиянды  емес,  фотоағаруға  тұрақты,  жарықты 
жұтудың үлкен қимасымен, фотолюминесценциясының жіңішке жолағымен, 
үлкен  квантты  шығуымен  және  үлкен  жылжуымен  КН  С  және  Si, 
CdTe/CdSe/ZnSe  және  CdSeTe/CdZnS,  CdTe/CdS  CdTe/CdSe,  CuInSe
2
/ZnS, 
InAs/ZnCdS,  InAs/ZnS,  InP/ZnS,  PbS/CdS  жасалуы  мүмкін.  ИК-диапазонына 
жақын  КН  ісіктердің  суреттемесін  алуда  орынды  қолданыс  тапты  [55]. 
Медициналық  in  vitro  зерттеулерге  және  әртүрлі  биотаңба,  протеин, 
метаболиттер, нуклеинді қышқылдар тестері үшін КН қолданудың келешегі 
зор.  
Фотоника.  Фотонды кристалдар концепциясы пайда болғаннан бастап, 
олардың  қасиеттері  мен  алыну  әдістерін  зерттеу  қарқынды  жүргізілуде. 
Фотонды  кристалдар  жарықтың  брэггті  дифракциясы  тууымен  кристалл 
көлемі  бойынша  оптикалық  қасиеттердің  периодты  өзгеруін  сипаттайды. 
Өзінің  құрылымына  байланысты  фотонды  кристалдар  фотонды  тыйым 
салынатын  аймақ,  фотонды  локализация,  жарықтың  баяулауы  және  т.б. 
сияқты  бірегей  қасиеттерге  ие.  Синтез  әртүрлі  әдістермен  жүргізіледі. 
Фотонды  кристалдар  лазерлер,  толқындаушы,  фокусты  элементтер, 
дисплейлер,  сақтау  және  логикалық  қондырғылар,  сонымен  қатар  әртүрлі 

100 
 
сенсорлар    жасау  үшін,  оптикалық  компьютерлер  жасауда  фотониканың 
негізгі  қондырғылар  ретінде  қолданыс  тапты.  Фотондық  кристалдарды 
сенсорлар ретінде қолдану сыртқы әсер кезінде олардың қасиеттерінің күшті 
өзгеруіне  негізделген.  Мысалы,  жоғары  сезімтал  ылғал  датчиктері  TiO
2
 
мезокеуекті  фотонды  кристалл  және  полимер  матрицасындағы  Fe
3
O
4
/SiO
2
 
магнитті  бөлшектері  негізінде  жасалған.  Фотонды  кристалдардан  жасалған 
сенсорлар  10
-7
  деңгейінде  судағы  ксилолға  және  1х10
6
  жақын  молекуланы 
байқау  шегіне  сезімталдығы  бар.  Фотонды  биомолекулярлы  сенсор  TiO
2
 
және  SiO
2
  кезектескен  қабатынан  жасалған.  Температураның  жоғары 
сезімтал  фотонды  датчиктері,  ионды  детекторлар,  бу  детекторлары,  беттік 
толқын детекторлары және т.б. жасалды. Фотоника элементтерін құрау және 
лазерлер,  сенсорлар,  оптикалық  резонаторлар  және  күшейткіштер  үшін 
квантты нүктеде тубулярлық гетерқұрылымдар In(Ga)As/GaAs ұсынылды .  
Плазмоника.  Плазмонды  тербеліс  жарық  пен  өткізгіштің  өзара 
әрекеттесуі,  скин-қабат  қалыңдығынан  асып  кететін  тереңдіктегі  беткей 
алды  аймақтағы  бос  тасымалдауыштардың  сәйкес  қозғалысын  болдыратын 
металл беткейіне түсетін жоғары жиілікті ауыспалы өріс кезінде байқалады. 
50-100  нм  өлшемдерімен  бөлшектердегі  плазмонды  тербеліс  спектрдің 
көрінетін 
аймағында 
жарықтың 
резонансты 
жұтылуына 
және 
люминесценцияға әкеледі. Плазмонды тербеліс негізінде приборлы құрылым 
мен  логикалық  схема,  плазмонды  толқын  ұстағыш,  жарықтың  резонаторы 
мен  концентраторларын  тұрғызуға  болады.  Плазмондар  келешектегі 
оптикалық  компьютерлер  ішіндегі  ақпараттарды  беруге  арналған  жалғыз 
балама, өйткені плазмонды толқын ұзындығы жарық толқыны ұзындығымен 
салыстырғанда  өте  қысқа.  Жақын  ИК-диапазоны  үшін  плазмонды  материал 
ретінде диэлектрлік өтімділігі бар бөлігінің аз жоғалуына және аз шамаға ие 
фтормен қосындыланған (FTO, SnO
2
:F) қалайы тотығы (ITO), алюминиймен 
немесе  галлиймен  (GZO)  қосындыланған  (AZO)  мырыш  тотығы  сияқты 
жартылай өткізгіштердің болашағы зор. InGaAsP қарқынды орта негізіндегі 
металл-жартылай  өткізгіш-металл  плазмонды  модуляторлар  жұмыста 
қарастырылған.  
Наноантенналар.  Күн  энергиясы  электрлікке  антенна  және  тіктегіш 
арқылы,  электрмагнитті  сәулелену  энергиясын  тұрақты  токқа  (қозғалыс 
бағыты  жағынан)  айналдыратын  детекторлық  радиоқабылдағыштың 
жұмысы  принципіне  ұқсас  айналуы  мүмкін.  Күн  спектріне  сәйкес  жиілікте 
жұмыс  істейтін  жүйе  жарықтандыру  кезінде  жарықты  электрмагнитті 
тербелісті  тіктеуі  және  токты  генерациялауы  мүмкін.  Күннің  жарығын 
тиімді  жұту  үшін  антеннаның  өлшемі  0,4-тен  1,6  дейін  микронды  құрауы 
тиіс,  оны  қазіргі  уақытта  микроэлектрониканың  дамуы  кезінде  ұстау  оңай 
және онда плазмонды резонанс туады. Мұндай қондырғылардың теориялық 
тиімділігі  күн  сәулесі  элементтерінің  ПӘК  жоғарылатады,  бірақ  практика 
жүзінде мұндай қондырғылар әлі күнге дейін жасалмаған. Негізгі себеп 200-
750  ТГц  жиілігімен  күн  сәулесі  спектрі  үшін  тиімді  тіктеу  приборлары 
жасалмаған.  Осы  уақытта  тек  ұзын  толқынды  ИК-диапазондары  үшін 

101 
 
антенналар  өңделген  және  олардың  тиімділігі  1%  құрайды.  Жарықты 
детектирлеу  үшін  тиімдісі  металл-диэлектрик-металл  құрылысымен 
туннелді диодтар және көміртекті нанотүтіктер.  
Күн сәулесі элементтері. Күн сәулесі элементтері КЭ күннің сәулелену 
энергиясының  электрлікке  бірден  айналуымен  іске  асады.  Күн  сәулесі 
фотовольтаикасы жаңарған энергетиканың ең ғылымға сыйымды түрі болып 
табылады  және  ол  жылдам  дамуда. Кремнийлі  КЭ  нарықтың  90%  құрайды. 
КЭ  конструкциясы  поликристалдық,  монокристалдық  және  аморфты 
кремний,  A
3
B
5
,  A
2
B
6
  және  A
4
B
6
 
тобының  қосылыстары,  Cu(In,Ga)(S,Se)
2
 
және Cu
2
ZnSn(S,Se)
4 
типті қатты ерітінділер, полимер негізіндегі экситонды 
күн  элементтері,  бояуыштар,  квантты  нүктелерде  және  т.б.  өңделді.  6.2-
кестеде  КЭ  кейбір  материалдардан  түзілу  тиімділігі  және  атаулы  күндері 
бойынша басылып шығарылған берілгендері көрсетілген [56]. 

жүктеу/скачать 1,69 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: