“Тил билиш муҳим, лекин унинг шунчаки восита эканлигини унутмаслик керак” – Сингапурда PhD ёқлаган ўзбек олими

Ҳакимжон Саидов Бухоро вилояти Ғиждувон туманида туғилган. У Ўзбекистон Миллий университетининг физика факултети битирувчиси (2014–2018 йиллар), ўзининг дастлабки илмий фаолиятини Ўзбекистон фанлар академиясининг Физика-техника институти “Қуёш иссиқлик ва энергетик қурилмалар” лабораториясида кичик илмий ходим (2015-2016 йиллар) сифатида бошлаган. 2024 йилда QS рейтинги бўйича дунёда 8-ўринда ва Осиё рейтингида 1-ўринда турадиган Сингапур Миллий университети (NUS – National University of Singapore)нинг Физика факултетида фан доктори (PhD) илмий даражасини олди.

Докторлик иши “Электрон микроскоп ёрдамида нано-ва атом-ўлчамида наноматериалларда кечаётган физик ва кимёвий жараёнларни реал-вақтда ўрганиш”га асосланган. Бу тадқиқотлар айни вақтда нано-электроникага оид муаммоларни ечишда асосий ечимлардан бири бўлиб хизмат қилади.

У Kun.uz’га берган интервюсида Сингапурдаги докторантура, илмий иши ва ундаги янгиликлар ҳақида гапириб берди.

Сингапурда PhD’га ўқишга кириш учун асосий 5 талаб

6 йилдан бери Сингапурдаман. 2024 йилда докторатурани битирдим. Магистратурани ўқимаганман. Бу жиҳатдан, Сингапурнинг таълим тизими АҚШ таълим тизими билан ўхшаш, яъни магистратура унчалик муҳим ҳисобланмайди. Ўзининг талаблари бор, ўшалардан ўтсангиз, сизни докторантурага қабул қилади. Бакалаврдан кейин PhD қилиш мумкин.

Бакалаврни ўқиётганимда бир муддат Ўзбекитон Фанлар академиясида (2016-2017 йиллар) ишлаганман. Илмий иш қилишим шунда бошланган. Бакалавр 3-курсда грантларга топширишни бошладим. Тўғри, у пайт Европага кўп топширишарди, мен ҳам Германия ва Италиядан грантлар ютганман, шулар қаторида NUS’дан ҳам. NUS энг TOP университетлардан бири, ўша пайтда ҳам дунёда 13-14, Осиёда 1-ўринда эди. Шунинг учун, танлов қилиш қийин бўлмаган. Тўғридан тўғри NUS’да PhD бошлаганман. NUS’да PhD қилаётган биринчи ўзбек эдим.

Сингапурда PhDʼга ўқишга кириш учун асосий

ТОП университетларда PhDʼга топширишда GPA (Grade Point Average) – университетдаги баҳолар, иккинчиси IELTS ва учинчиси GRE (Graduate record Examinations) талаб қилинади. GRE бакалаврдаги билимни, тил билиш ва логикани текширишга қаратилган. Бундан ташқари профессорлардан тавсия хати (recommendation letter) ва тадқиқот хати (research statement) кабилар топширилади. Агар аввал илмий иш қилган бўлсангиз, уларни ҳам кўрсатсангиз бўлади. Ҳаммаси PhDʼга киришингизда муҳим аҳамиятга эга бўлади. Ҳар битта критерия бўйича баҳоланасиз. Шундай қилиб грант ютганман. Ундан кейин Сингапурга боргач, PhDʼдаги талаблар бошланади.

NUS физика факултетида PhDʼга қабул қилиниш талаблари (PhD Qualifying Examinations) 3 та – биринчи сиздан физиканинг деярли ҳамма йўналиши бўйича ёзма имтиҳон олинади. Бакалавр билимингиз текширилади. Иккинчи қисмда биринчи 2 йил ичида сиз 6 та юқори босқич курсларида қониқарли баҳоларга ўқишингиз керак. 2 йил ичида тезис комиссиясига илмий ишингизни тақдимот қиласиз ва савол-жавобдан ўтасиз. Улар сизнинг илмий ишингизни ноёб, муҳим ва сизни шу иш моҳиятини тушунади, деб топса, шундан кейин сиз PhDʼга тўлиқ қабул қилинасиз.

PhD учун грант ҳақида

Грант 4+1 тизимида берилади, яъни 4 йил учун барча харажатларни тўлаб беради, қўшимча 1 йилда грант тўхтайди. Шу сабабли кўпчилик 4 йилда PhDʼни тугатишга уринади.

Ҳар хил грантлар бор. Буни Сингапур молиялаштиради, ҳар битта факултетга бир семестрда 5-10 та грант ажратилади. Нима учун буни қилади? Сингапур инновацияга қурилган, бу ерда табиий бойликлар, ҳеч нарса йўқ. Шунинг учун Сингапур илмга пул тикади. Университетнинг обрўсини ҳам илмий салоҳият, яъни тадқиқотлар кўтаради. Грантларни ютиш, албатта, осон эмас, жуда рақобатдош бўлиш керак шунинг учун. 

“Илмий ишимда наноматериалларни ўргандим”

Мен наноматериаллардаги жараёнларни ўрганаман. 1 метрни биламиз, 1 метрни минг қисмга бўлсак, ҳар бир қисми 1 миллиметр бўлади. 1 метрни миллионга бўлсак, бунда 1 микрометр бўлади. Кўз олдимизга келтиришимиз учун: бир тола соч 100 микрометр атрофида бўлади. Энди 1 микрометрни яна мингга бўлсак, яъни метрни млрд (109)га бўлсак, нано (10-9 м)га борамиз.

Нима учун бу муҳим? Атрофингизга қарасангиз, ҳамма жойда нанотехнология. Масалан, электроника, барча электрониканинг асосида чиплар бор. Чипнинг ичига кирсангиз, унда транзисторлар мавжуд. Iphone 11, 12, 15 – технологиялар ривожланиб кетяпти, ҳар янги версияси яхшироқ. 1950 йилга қарасангиз, битта компютер уй катталигида бўлган. Ҳозир бизнинг қўлимиздаги смартфонимиз ўша компютердан анча кучлироқ. Биз микрочиплар ичига кўпроқ транзисторлар бўлиши учун транзисторларни давомий кичрайтиряпмиз. Бу дегани ўша чип яхшироқ ёки “ақллироқ” бўлади. Ҳар битта транзистор – битта 0 ёки 1 амал, қанча кўп транзистор чипда бўлса, компютер ёки телефоннинг “мияси” яхшироқ бўлади.

“Транзисторларни янада кичрайтириш – энг долзарб муаммо”

Наноматериаллардан қанақадир кичкина нарсалар ясаймиз, шуни наноструктура деб атаймиз. Дунёдаги энг мураккаб жараён бу ўша чипларни ишлаб чиқариш, бундан мураккаб жараён ҳозирча йўқ. Транзисторларни ишлаб чиқаришда, кичрайтиришда жуда катта муаммо, қийинчиликлар бор. Чунки биз аллақачон ўта кичик – атом ўлчамига яқинлашяпмиз. Қанақа кичик даража ҳақида гапиряпмиз? Масалан, 1 нанометр бу – инсон DNAʼси ярмининг ўлчами десак, бу 5 та атомни бир чизиқда қўйсангиз, ўша ўлчамга яқинлашиб қолади. Энди биз Iphoneʼдаги чип учун 10 нанометрдан кичик ўлчамлардаги наноструктураларни ясаш ҳақида гапиряпмиз. Шу жараёнларда жуда катта қийинчиликлар бор. Яъни кичрайтириб бораверганда ё материал ё архитектура ўзгартирилади. Бу ўлчамларда материаллар ўзини бошқача тутади, квант ҳодисалари юзага чиқа бошлайди ёки кичрайтирганда транзистордаги муаммолар квант физикаси орқали тушунтирилади. Агар материални ўзгартирадиган бўлсак, ишлаб чиқаришда янги процесслар яратишимиз керак. Бу кўп илмий тадқиқотлар талаб қилади. Архитектурани ўзгартириш ҳам катта масала. Менинг докторлик ишим шу “кичрайтириш” жараёнидаги баъзи муаммоларни ечишни ўз ичига олади.

Шу ўта кичкина наноструктураларни ясашда 2 хил метод бор. Биринчиси, каттароқ материалдан атомларни битта битта олиб, ўта кичик нарса ясаймиз. Иккинчи йўли атомларни бир бирига қўйсак ҳам кичик нарса ясашимиз мумкин. Мана шу 2 та усул қўлланади. Менинг тезисимнинг бир қисми шу: каттароқ наноструктурадан кичкинароқ наноструктурани ўта юқори аниқликда ясаш ва ўша жараённи бошқара олиш. Бошқаси атомни бир бирига қўйиб, наноэлектроникага оид ўта кичик наноструктуралар ясаш. Асосан докторлик ишимда дунёдаги машҳур R&D марказлардан бири – IMEC (Белгия компанияси) билан ҳамкорликда қилинган. Ҳозирда индустрияда дуч келинаётган муаммоларни ечишга ҳаракат қилганмиз. Масалан, TSMC компанияси дунёдаги 60 фоиз чипни ишлаб чиқариши мумкин, лекин муаммолар жуда ўхшаш.

 “Атрофимизда бутунлай турғун нарса йўқ, атомлар доим ҳаракатда”

Олимлар идеал системаларни ёқтиришади, чунки бу системаларни ўрганиш анча осонроқ. Менинг тадқиқотимда энг муҳим жиҳат – наноматериалларни идеал ҳолатда ўрганиш эмас, уларни ҳақиқий биз билган муҳитлар (суюқлик, газ ёки юқори ҳарорат)да реал вақтда атом ўлчамида ўрганиш. Табиатда ҳамма нарса ўзгарувчан, масалан, сувда қандайдир молекулалар, зарралар ҳаракатда ёки ўсимликларда фотосинтез жараёнлари. Ҳаммаси динамик. Бирортаси барқарор эмас. Агар биз ҳақиқий жараёнларни ўрганмоқчи бўлсак, ўша материалларни ўзгарувчан муҳитга қўйиб ўрганишимиз керак. Бу муҳит суюқликнинг ичида, газнинг ичида, юқори ҳароратда бўлиши мумкин; реал шароитларда атом ўлчамларида материалларни ва улардаги жараёнларни ўрганишимиз бу – бизга ноёб, яхшироқ янги материаллар яратиш имконини беради ва бу энергия, нанотехнология, медицина ва бошқа соҳаларнинг янада ривожланиши учун фундаментал ҳисобланади. Масалан, кейинги авлод батареялар, сенсорлар, чиплар, касалликларни даволаш барчаси шу тадқиқотларга боғлиқ. Ҳа, биз атом даражасигача тушиб, ўша материални ўрганиб, уни биз ўзимиз хоҳлагандек бошқаришга ҳаракат қиламиз. Шу энг муҳим жойи. Бу учун биз атомни қандай кўрамиз? Атомни кўриш қийин, ёруғлик ишлатиб нарсаларни 20 ёки 50 мартагача катталаштириб кўришимиз мумкин. Аммо биз материалларни миллион марта катталаштиришимиз керак ва бунинг учун электрон микроскоплар ихтиро қилинган. Биз ёруғлик нури ўрнига электронлар оқимини ишлатамиз ва бу атомни кўриш имконини беради.

“Энг муҳими – атом ўлчамида нима содир бўлишини тушуниш ва жараённи бошқара олиш”

Атом – энг кичик ўлчам. Материалда атом ўлчамида нима содир бўлаётганини тушунсак, бу илм содир бўлаётган физик ва кимёвий жараёнларни бошқариш имкониятини беради, кейин биз материал хоссаларини ўзгартира оламиз ва биз янги ноёб хоссаларга эга материаллар яратамиз.

Машиналарда конвертер деган нарса бор. Мотордан CO газ чиқади, бу жуда хавфли инсон ҳаёти учун. Шу конвертердаги нанозаррачалар туфайли, кимёвий реакциялар орқали шу CО зарарсиз CО2 бўлиб чиқиб кетади. Шу ерда ҳам нанозаррачалар ишлатилади. Ўша ерда нима бўляпти, деган саволга жавоб бериш қийин. Биз фақат назарий жиҳатдан мана бундай жараёнлар бўляпти, дейишимиз мумкин, аммо кўролмаганмиз. Ҳозирда шу жараёнларни кўриб ўргана оламиз. Шу оддий мисол ҳам фаннинг анча илдамлаганини кўрсатади.

“Илмий ишим яримўтказгичлар саноатидаги баъзи муаммоларга ечим таклиф этади”

Яримўтказгичлар индустрияси узоқ вақтни кўзлайди. Яъни кейинги 5, 15, 20 йилда бизнинг наноэлектроника йўналиши қаерда бўлиши кераклиги ҳақида йўл харитаси бор. Ўша йўл харитасида қўйилган мақсадларга эришиш учун қийинчиликлар бор. Янги материаллар учун жараёнларни оптималлаштириш керак. Шу ҳолатларда уларда муаммолар вужудга келади.

Бизнинг топилмаларимиз бор, улар саноатда қўлланиши мумкин, албатта. Чип ишлаб чиқариш бу катта саноат ва унда бирданига кўп нарсани ўзгартириб бўлмайди. Қайсидир даражада, қачондир ўзгартириш мумкин. Тадқиқотчи сифатида биз ечимларни айтамиз, саноат қайсини танлайди, ўзи ҳал қилади.

“Covid берган дарс: чиплар хавфсизлик масаласи”

Чипларни бирорта давлат бошидан охиригача ўзи ишлаб чиқара олмайди. Бир ускунаси Германиядан чиқади, ишлаб чиқариш эса Тайванда ва ҳоказо. Занжир каби давлатлар чип ишлаб чиқаришда бир-бирига боғлиқ. Covid’да чегаралар ёпилди ва “занжир” узилди. Одамлар уйига кирди ва электроника сотиб олиш ҳажми ошди. Компаниялар одатдагидек ишлаб турганди, одамлар уйда ўтирганда электроникага талаб жуда ошди, чипларни етказиб бериш қийинлашди. Кейин улар заводни кенгайтирди, ишлаб чиқаришни оширди. Covid’дан кейин бу тўлқин пасайди, чунки бозор анча тўйинганди. Cоvid давлатларга дарс бўлдики, чиплар хавфсизлик масаласи. Улар ҳамма жойда ишлатилади – ҳам иқтисодий ва ҳам сиёсий аҳамиятга эга. Фавқулодда ҳолатларда чип хавфсизлиги давлатлар учун ўта муҳим жиҳат эканини Covid қайсидир даражада кўрсатди. Америка 65 миллиард доллардан ортиқ сарфлаб ҳозирда Тайвандаги TSMC компанияси билан ҳамкорликда ўзида заводлар қуришни бошлаб юборди. Европа, Хитой ҳам яримўтказгичлар соҳасини яхшилаш учун миллиардлаб доллар пул ажратяпти.

“Америкада янги илмий фаолиятимни бошлайман”

Яқинда Америкада Northwestern Университетида тадқиқотчи бўлиб иш фаолиятимни бошлайман. Ҳозирча бир муддат ўша ерда бўламан. У ерда илмий йўналишим озроқ ўзгаради – энергия, саноат жараёнларининг атроф-муҳитга таъсирини камайтириш, кимёвий ишлаб чиқаришга алоқадор муаммолар устида тадқиқотлар олиб бораман. Қизиқарли лекин жуда катта муаммолар устида ишлаймиз.

“Графитни олмосга айлантириш мумкин, қачонки…”

Ўзбекистонда илм соҳасида потенциал юқори, лекин шунчаки потенциал ҳеч нарсани англатмайди, агар тўғри йўналишда ишланмаса. Масалан, графит ўзи арзон ва деярли ҳамма жойда топилади. Лекин тўғри шароитда унга тўғри ишлов берилса, уни олмосга айлантириш мумкин. Демак, тўғри йўналиш, тўғри шароит керак. Ўзбекистонда математика, физика йўналишларида менимча, Миллий университет энг яхшиси. Лекин бу нисбий албатта. Агар биз дунёда тараққий топган мамлакатлар қаторига киришни истасак, бизнинг университетлар бутун дунёда рақобатдош кадрлар тайёрлаши керак, айниқса STEM йўналишларида. Бунинг учун таълимда рақобат бўлиши керак. Мамлакат тараққиётининг пойдеворида зўр таълим тизими ётади. Айтган бўлардимки, ёшларимиз нимани, қайси йўналишда ўқимасин унда энг зўри бўлишга ҳаракат қилиши керак. Яна, тил билиш муҳим, лекин у ҳамма нарса эмас. У – шунчаки восита. Имкониятлар жуда кўп, шу имкониятларга тайёр бўлиш ва йўналишни тўғри танлаш муҳим.

Мадина Очилова суҳбатлашди.