сегодня: 22.06.2018

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2018-02-18 12:36:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирский ученый улучшил метод роста кристаллов с оптическими свойствами




Кристаллы сегодня используются для создания многих высокоточных приборов, поэтому ученые стремятся улучшить их характеристики и усовершенствовать методы роста. За работу в этой области старший научный сотрудник Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук Константин Кох получил в 2018 году президентскую премию в области науки и инновации для молодых учёных.

Константин Кох проявил себя в области развития методов получения халькогенидных соединений и создания функциональных кристаллов для высокотехнологичных устройств. Существует масса широко известных способов создавать кристаллы. Константин Кох сумел усовершенствовать один из них - метод Бриджмена. 

"Представьте стакан с кофе, который вынесли на мороз, - говорит Константин Кох. - Жидкость в нем начнет замерзать с краев, а центр кристаллизируется в последнюю очередь. Это плохо отражается на свойствах получившегося кристалла. Метод Бриджмена, по сути, предлагает поместить этот стакан в печку, которая будет поддерживать температуру с боков, а затем постепенно опускать его на мороз - тогда фронт кристаллизации станет распространяться снизу вверх.

Идея новосибирского ученого заключается в том, чтобы, расширяя метод Бриджмена, нагревать расплав чуть сильнее с определенной стороны. Такое простое казалось бы изменение имеет далеко идущие последствия. Из-за разницы температур в сосуде усиливается естественная конвекция (потоки жидкости, как в кастрюле с кипящей водой), при правильно подобранных пораметрах это приводит к росту более совершенного кристалла. 

Исследования Константина Коха посвящены также улучшению свойств кристаллов за счет внедрения примесей. Например, существует селенид галлия, широко известное соединение с интересными оптическими свойствами. Но селенид галлия очень мягкий, что затрудняет его использование в оптических системах вне лабораторий. Чтобы исправить это, ученые не раз пытались его допировать. Однако эксперименты велись беспорядочно и результата не приносили. В лаборатории роста кристаллов Института геологии и минералогии СО РАН совместно с коллегами из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН и Сибирского физико-технического института провели систематические исследования и выяснили, какие примеси могут решить поставленную задачу. Добавка алюминия и серы в определенных концентрациях доводят свойства кристалла селенида галлия до уровня, достаточного для практического применения.

Это довольно важно, потому что уникальные физические свойства селенида галлия позволяют использовать его в качестве эффективного источника терагерцового излучения: оно находится в диапазоне между инфракрасным и микроволновым, обладает проникающей способностью, сравнимой с рентгеном, но при этом не наносит вред живым организмам (из-за невысокой энергии фотонов).

Сегодня терагерцовое излучение и возможности его применения изучают многие специалисты. Однако отсутствие дешевых источников излучения пока не позволяет использовать его повсеместно. Существует несколько способов использовать эти кристаллы для генерации и детектирования терагерцового излучения. Например, на них можно воздействовать лазером с ультракороткими импульсами - из-за этого в кристаллах возбуждается носители заряда, которые при релаксации генерируют излучение. 

Еще одна область исследований Константина Коха - материалы со структурой тетрадимита (Bi2Te2S). Они были открыты еще в 1930-е годы и подробно исследованы благодаря тому, что обладают термоэлектрическим эффектом, то есть конвертируют тепловую энергию в электрическую и наоборот. Однако, как недавно выяснилось, у тетрадимитов есть и другое, более интересное свойство - они могут выступать в роли топологических изоляторов. Это относительно недавно обнаруженный тип материала, который внутри представляет собой диэлектрик (изолятор), а на поверхности проводит электрический ток. 

"Казалось бы, подобным сложно кого-то удивить: возьмите кусок дерева, наклейте на него фольгу и получите те же свойства, - говорит Константин Кох. - Тем не менее, у топологических изоляторов есть особенность: их поверхность проводит спин-зависимый ток, то есть электроны там могут двигаться только в одном направлении - это потенциально очень важно для создания квантовых компьютеров. Конечно, до них очень далеко, но один из шагов в нужном направлении уже сделан".

Чтобы убедиться в том, что эта область исследований очень актуальна, достаточно напомнить: за теоретические открытия топологических фаз вещества в 2016 году присудили Нобелевскую премию по физике. Сложность работы с тетрадимитами заключается в том, что прежде для исследования термоэлеткрических свойств хватало мелкозернистых «таблеток» Bi2Te2S, а работа с топологическими изоляторами требует принципиально другого материала — монокристалла с макисмально совершенной структурой.

Уже сейчас ученые Института геологии и минералогии СО РАН научились выращивать низкодефектные кристаллы, которые, к тому же, не окисляются на воздухе. Однако исследования продолжаются - специалисты стремятся создать образцы, в которых внутренняя проводимость будет максимально низкой.

Справка.

Президентская премия учреждена в 2008 году для поддержки молодых ученых и специалистов, поощрения их участия в инновационной деятельности. Соискателями могут быть граждане РФ в возрасте не старше 35 лет, размер награды —2,5 миллиона рублей. 

Из интернет-издания "Наука в Сибири".



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
*****

24 июня 2018 года в Кемерово состоится большой арт-фестиваль "Кемфест"

******

С 29 июня по 1 июля 2018 года в Республике Алтай пройдет национальный праздник Эл Ойын

******

С 29 июня по 6 июля 2018 года в Иркутской области пройдет молодежный форум "Байкал"

********

7 июля 2018 года в Алтайском крае состоится фестиваль "Because of the Beatles"

*********

Со 2 по 6 июля 2018 года в Омске пройдет отборочный этап чемпионата по стандартам "WorldSkills"

*******

С 15 по 18 августа 2018 года в Улан-Удэ пройдет VII Байкальский образовательный форум

******

С 29 августа по 1 сентября 2018 года в Новосибирске пройдёт форум "Технопром-2018"

*******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Пробиотики вместо антибиотиков

Уникальные бактериальные препараты производят в наукограде Кольцово
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

стоимость лазерного отбеливания зубов


О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
***На БериКод Вы всегда найдёте промокод юлмарт для оформления заказа
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12