“Til biliş muhim, lekin uning şunçaki vosita ekanligini unutmaslik kerak” – Singapurda PhD yoqlagan özbek olimi

NUS fizika fakultetida PhDʼga qabul qiliniş talablari (PhD Qualifying Examinations) 3 ta – birinçi sizdan fizikaning deyarli hamma yönalişi böyiça yozma imtihon olinadi. Bakalavr bilimingiz tekşiriladi. Ikkinçi qismda birinçi 2 yil içida siz 6 ta yuqori bosqiç kurslarida qoniqarli baholarga öqişingiz kerak. 2 yil içida tezis komissiyasiga ilmiy işingizni taqdimot qilasiz va savol-javobdan ötasiz. Ular sizning ilmiy işingizni noyob, muhim va sizni şu iş mohiyatini tuşunadi, deb topsa, şundan keyin siz PhDʼga töliq qabul qilinasiz.

PhD uçun grant haqida

Grant 4+1 tizimida beriladi, ya’ni 4 yil uçun barça xarajatlarni tölab beradi, qöşimça 1 yilda grant töxtaydi. Şu sababli köpçilik 4 yilda PhDʼni tugatişga urinadi.

Har xil grantlar bor. Buni Singapur moliyalaştiradi, har bitta fakultetga bir semestrda 5-10 ta grant ajratiladi. Nima uçun buni qiladi? Singapur innovatsiyaga qurilgan, bu yerda tabiiy boyliklar, heç narsa yöq. Şuning uçun Singapur ilmga pul tikadi. Universitetning obrösini ham ilmiy salohiyat, ya’ni tadqiqotlar kötaradi. Grantlarni yutiş, albatta, oson emas, juda raqobatdoş böliş kerak şuning uçun. 

“Ilmiy işimda nanomateriallarni örgandim”

Men nanomateriallardagi jarayonlarni örganaman. 1 metrni bilamiz, 1 metrni ming qismga bölsak, har bir qismi 1 millimetr böladi. 1 metrni millionga bölsak, bunda 1 mikrometr böladi. Köz oldimizga keltirişimiz uçun: bir tola soç 100 mikrometr atrofida böladi. Endi 1 mikrometrni yana mingga bölsak, ya’ni metrni mlrd (109)ga bölsak, nano (10-9 m)ga boramiz.

Nima uçun bu muhim? Atrofingizga qarasangiz, hamma joyda nanotexnologiya. Masalan, elektronika, barça elektronikaning asosida çiplar bor. Çipning içiga kirsangiz, unda tranzistorlar mavjud. Iphone 11, 12, 15 – texnologiyalar rivojlanib ketyapti, har yangi versiyasi yaxşiroq. 1950 yilga qarasangiz, bitta kompyuter uy kattaligida bölgan. Hozir bizning qölimizdagi smartfonimiz öşa kompyuterdan ança kuçliroq. Biz mikroçiplar içiga köproq tranzistorlar bölişi uçun tranzistorlarni davomiy kiçraytiryapmiz. Bu degani öşa çip yaxşiroq yoki “aqlliroq” böladi. Har bitta tranzistor – bitta 0 yoki 1 amal, qança köp tranzistor çipda bölsa, kompyuter yoki telefonning “miyasi” yaxşiroq böladi.

“Tranzistorlarni yanada kiçraytiriş – eng dolzarb muammo”

Nanomateriallardan qanaqadir kiçkina narsalar yasaymiz, şuni nanostruktura deb ataymiz. Dunyodagi eng murakkab jarayon bu öşa çiplarni işlab çiqariş, bundan murakkab jarayon hozirça yöq. Tranzistorlarni işlab çiqarişda, kiçraytirişda juda katta muammo, qiyinçiliklar bor. Çunki biz allaqaçon öta kiçik – atom ölçamiga yaqinlaşyapmiz. Qanaqa kiçik daraja haqida gapiryapmiz? Masalan, 1 nanometr bu – inson DNAʼsi yarmining ölçami desak, bu 5 ta atomni bir çiziqda qöysangiz, öşa ölçamga yaqinlaşib qoladi. Endi biz Iphoneʼdagi çip uçun 10 nanometrdan kiçik ölçamlardagi nanostrukturalarni yasaş haqida gapiryapmiz. Şu jarayonlarda juda katta qiyinçiliklar bor. Ya’ni kiçraytirib boraverganda yo material yo arxitektura özgartiriladi. Bu ölçamlarda materiallar özini boşqaça tutadi, kvant hodisalari yuzaga çiqa boşlaydi yoki kiçraytirganda tranzistordagi muammolar kvant fizikasi orqali tuşuntiriladi. Agar materialni özgartiradigan bölsak, işlab çiqarişda yangi protsesslar yaratişimiz kerak. Bu köp ilmiy tadqiqotlar talab qiladi. Arxitekturani özgartiriş ham katta masala. Mening doktorlik işim şu “kiçraytiriş” jarayonidagi ba’zi muammolarni yeçişni öz içiga oladi.

Şu öta kiçkina nanostrukturalarni yasaşda 2 xil metod bor. Birinçisi, kattaroq materialdan atomlarni bitta bitta olib, öta kiçik narsa yasaymiz. Ikkinçi yöli atomlarni bir biriga qöysak ham kiçik narsa yasaşimiz mumkin. Mana şu 2 ta usul qöllanadi. Mening tezisimning bir qismi şu: kattaroq nanostrukturadan kiçkinaroq nanostrukturani öta yuqori aniqlikda yasaş va öşa jarayonni boşqara oliş. Boşqasi atomni bir biriga qöyib, nanoelektronikaga oid öta kiçik nanostrukturalar yasaş. Asosan doktorlik işimda dunyodagi maşhur R&D markazlardan biri – IMEC (Belgiya kompaniyasi) bilan hamkorlikda qilingan. Hozirda industriyada duç kelinayotgan muammolarni yeçişga harakat qilganmiz. Masalan, TSMC kompaniyasi dunyodagi 60 foiz çipni işlab çiqarişi mumkin, lekin muammolar juda öxşaş.

 “Atrofimizda butunlay turğun narsa yöq, atomlar doim harakatda”

Olimlar ideal sistemalarni yoqtirişadi, çunki bu sistemalarni örganiş ança osonroq. Mening tadqiqotimda eng muhim jihat – nanomateriallarni ideal holatda örganiş emas, ularni haqiqiy biz bilgan muhitlar (suyuqlik, gaz yoki yuqori harorat)da real vaqtda atom ölçamida örganiş. Tabiatda hamma narsa özgaruvçan, masalan, suvda qandaydir molekulalar, zarralar harakatda yoki ösimliklarda fotosintez jarayonlari. Hammasi dinamik. Birortasi barqaror emas. Agar biz haqiqiy jarayonlarni örganmoqçi bölsak, öşa materiallarni özgaruvçan muhitga qöyib örganişimiz kerak. Bu muhit suyuqlikning içida, gazning içida, yuqori haroratda bölişi mumkin; real şaroitlarda atom ölçamlarida materiallarni va ulardagi jarayonlarni örganişimiz bu – bizga noyob, yaxşiroq yangi materiallar yaratiş imkonini beradi va bu energiya, nanotexnologiya, meditsina va boşqa sohalarning yanada rivojlanişi uçun fundamental hisoblanadi. Masalan, keyingi avlod batareyalar, sensorlar, çiplar, kasalliklarni davolaş barçasi şu tadqiqotlarga boğliq. Ha, biz atom darajasigaça tuşib, öşa materialni örganib, uni biz özimiz xohlagandek boşqarişga harakat qilamiz. Şu eng muhim joyi. Bu uçun biz atomni qanday köramiz? Atomni köriş qiyin, yoruğlik işlatib narsalarni 20 yoki 50 martagaça kattalaştirib körişimiz mumkin. Ammo biz materiallarni million marta kattalaştirişimiz kerak va buning uçun elektron mikroskoplar ixtiro qilingan. Biz yoruğlik nuri örniga elektronlar oqimini işlatamiz va bu atomni köriş imkonini beradi.

“Eng muhimi – atom ölçamida nima sodir bölişini tuşuniş va jarayonni boşqara oliş”

Atom – eng kiçik ölçam. Materialda atom ölçamida nima sodir bölayotganini tuşunsak, bu ilm sodir bölayotgan fizik va kimyoviy jarayonlarni boşqariş imkoniyatini beradi, keyin biz material xossalarini özgartira olamiz va biz yangi noyob xossalarga ega materiallar yaratamiz.

Maşinalarda konverter degan narsa bor. Motordan CO gaz çiqadi, bu juda xavfli inson hayoti uçun. Şu konverterdagi nanozarraçalar tufayli, kimyoviy reaksiyalar orqali şu CO zararsiz CO2 bölib çiqib ketadi. Şu yerda ham nanozarraçalar işlatiladi. Öşa yerda nima bölyapti, degan savolga javob beriş qiyin. Biz faqat nazariy jihatdan mana bunday jarayonlar bölyapti, deyişimiz mumkin, ammo körolmaganmiz. Hozirda şu jarayonlarni körib örgana olamiz. Şu oddiy misol ham fanning ança ildamlaganini körsatadi.

“Ilmiy işim yarimötkazgiçlar sanoatidagi ba’zi muammolarga yeçim taklif etadi”

Yarimötkazgiçlar industriyasi uzoq vaqtni közlaydi. Ya’ni keyingi 5, 15, 20 yilda bizning nanoelektronika yönalişi qayerda bölişi kerakligi haqida yöl xaritasi bor. Öşa yöl xaritasida qöyilgan maqsadlarga erişiş uçun qiyinçiliklar bor. Yangi materiallar uçun jarayonlarni optimallaştiriş kerak. Şu holatlarda ularda muammolar vujudga keladi.

Bizning topilmalarimiz bor, ular sanoatda qöllanişi mumkin, albatta. Çip işlab çiqariş bu katta sanoat va unda birdaniga köp narsani özgartirib bölmaydi. Qaysidir darajada, qaçondir özgartiriş mumkin. Tadqiqotçi sifatida biz yeçimlarni aytamiz, sanoat qaysini tanlaydi, özi hal qiladi.

“Covid bergan dars: çiplar xavfsizlik masalasi”

Çiplarni birorta davlat boşidan oxirigaça özi işlab çiqara olmaydi. Bir uskunasi Germaniyadan çiqadi, işlab çiqariş esa Tayvanda va hokazo. Zanjir kabi davlatlar çip işlab çiqarişda bir-biriga boğliq. Covid’da çegaralar yopildi va “zanjir” uzildi. Odamlar uyiga kirdi va elektronika sotib oliş hajmi oşdi. Kompaniyalar odatdagidek işlab turgandi, odamlar uyda ötirganda elektronikaga talab juda oşdi, çiplarni yetkazib beriş qiyinlaşdi. Keyin ular zavodni kengaytirdi, işlab çiqarişni oşirdi. Covid’dan keyin bu tölqin pasaydi, çunki bozor ança töyingandi. Covid davlatlarga dars böldiki, çiplar xavfsizlik masalasi. Ular hamma joyda işlatiladi – ham iqtisodiy va ham siyosiy ahamiyatga ega. Favqulodda holatlarda çip xavfsizligi davlatlar uçun öta muhim jihat ekanini Covid qaysidir darajada körsatdi. Amerika 65 milliard dollardan ortiq sarflab hozirda Tayvandagi TSMC kompaniyasi bilan hamkorlikda özida zavodlar qurişni boşlab yubordi. Yevropa, Xitoy ham yarimötkazgiçlar sohasini yaxşilaş uçun milliardlab dollar pul ajratyapti.

“Amerikada yangi ilmiy faoliyatimni boşlayman”

Yaqinda Amerikada Northwestern Universitetida tadqiqotçi bölib iş faoliyatimni boşlayman. Hozirça bir muddat öşa yerda bölaman. U yerda ilmiy yönalişim ozroq özgaradi – energiya, sanoat jarayonlarining atrof-muhitga ta’sirini kamaytiriş, kimyoviy işlab çiqarişga aloqador muammolar ustida tadqiqotlar olib boraman. Qiziqarli lekin juda katta muammolar ustida işlaymiz.

“Grafitni olmosga aylantiriş mumkin, qaçonki…”

Özbekistonda ilm sohasida potensial yuqori, lekin şunçaki potensial heç narsani anglatmaydi, agar töğri yönalişda işlanmasa. Masalan, grafit özi arzon va deyarli hamma joyda topiladi. Lekin töğri şaroitda unga töğri işlov berilsa, uni olmosga aylantiriş mumkin. Demak, töğri yönaliş, töğri şaroit kerak. Özbekistonda matematika, fizika yönalişlarida menimça, Milliy universitet eng yaxşisi. Lekin bu nisbiy albatta. Agar biz dunyoda taraqqiy topgan mamlakatlar qatoriga kirişni istasak, bizning universitetlar butun dunyoda raqobatdoş kadrlar tayyorlaşi kerak, ayniqsa STEM yönalişlarida. Buning uçun ta’limda raqobat bölişi kerak. Mamlakat taraqqiyotining poydevorida zör ta’lim tizimi yotadi. Aytgan bölardimki, yoşlarimiz nimani, qaysi yönalişda öqimasin unda eng zöri bölişga harakat qilişi kerak. Yana, til biliş muhim, lekin u hamma narsa emas. U – şunçaki vosita. Imkoniyatlar juda köp, şu imkoniyatlarga tayyor böliş va yönalişni töğri tanlaş muhim.

Madina Oçilova suhbatlaşdi.