Конструкционные материалы для термоядерных реакторов

Химия высокочистых веществ

Впервые в мире получены структурно совершенные монокристаллы кремния-29 массой около 15 г с содержанием основного изотопа 99,2% , газообразующих примесей (C, O) менее 3·10¹⁷ ат/см³; кремния-30 массой около 10 г с содержанием основного изотопа 99,77%, газообразующих примесей (C, O) менее 1∙10¹⁷ ат/см³, электроактивных примесей 8∙10¹³ ат/см³; кремния-28 массой около 60 г, с содержанием основного изотопа 99,98%, газообразующих примесей (C, O) менее 1∙10¹⁶ ат/см³, электроактивных примесей 2∙10¹⁴ ат/см³. Достигнутый уровень изотопной и химической чистоты кремния-28 обеспечивает его практическое применение для создания физически обоснованного эталона массы и квантового компьютера. [ИХВВ РАН, НТЦ «Центробежные технологии»), ИОФ РАН, фирма VITCON (г. Йена) и Институт роста кристаллов (г. Берлин)]

Впервые получены образцы высокочистого моноизотопного моносилана с содержанием основного изотопа 99,98% для Si-28, 99,7% для Si-30 и 99,2% для Si-29. Суммарное содержание в образцах примесей углеводородов С₁-С_4, лимитирующих чистоту моносилана, не превышало (1-3)·10 ^–5 об. %. Моноизотопные разновидности высокочистого моносилана перспективны для получения эпитаксиальных слоев моноизотопного кремния и изотопных гетерструктур. (ИХВВ РАН, НТЦ «Центробежные технологии»)

Разработан и испытан способ получения высокочистых сульфидномышьяковых стёкол для сердцевины и оболочки одномодовых световодов с заданной разницей показателя преломления. Впервые получены одномодовые световоды с оптическими потерями 100 дБ/км на длине волны 2,2 мкм и прочностью при изгибе 1 ГПа. Это лучший показатель для одномодовых халькогенидных световодов среди известных к настоящему времени. Световоды с такими параметрами перспективны для создания оптических переключателей. (ИХВВ РАН, НЦВО при ИОФ РАН)

Получены высокочистые стёкла систем Ge – As – Se, Ge – As – Se – Te, легированные ионами тербия, диспрозия, празеодима и тулия, с содержанием редкоземельных ионов 0,02 - 0,6 масс. %. Установлено влияние примеси водорода на время жизни возбуждённого состояния. В стекле системы Ge – As – Se с низким содержанием примеси водорода отмечена рекордная величина времени жизни возбуждённого состояния иона Tb^{3+ 7}F₅, равная 16,1 мс. (ИХВВ РАН, НЦВО при ИОФ РАН, ЦЛМТ при ИОФ РАН)

Разработана технология изготовления волоконных световодов на основе высокочистого кварцевого стекла, легированного иттербием для волоконных лазеров. Разработаны волоконные световоды с концентрацией Yb³⁺ в сердцевине до 3 масс. % и оптическими потерями менее 10 дБ/км. Полученные результаты находятся на уровне лучших мировых достижений. (ИХВВ РАН, НЦВО при ИОФ РАН)

Физико-химические основы полупроводникового материаловедения

В рамках теоретических и экспериментальных исследований по физике и технологии фотонных кристаллов разработан точный подход в теории многократного рассеяния волновых полей в двумерных неоднородных средах, позволяющий единым образом описывать рассеяние волн на периодических поверхностям раздела двух диэлектрических сред (оптических решетках) и на двумерных фотонных кристаллах. Впервые дано объяснение появлению двух запрещенных зон в спектре прозрачности фотонного кристалла, состоящего из некоторого числа параллельных слоев с периодически изменяющейся диэлектрической проницаемостью. Предложены конструкции новых элементов обработки оптической информации, в том числе интегрированных электронно-фотонных устройств на основе структур кремний-на-изоляторе. (ИПТМ РАН)

Получены гетероэпитаксиальные слои Cd_xHg_1-xTe p-типа проводимости на подложках из арсенида галлия, на основе которых в ГУП НПО ОРИОН изготовлена матрица фотодиодов формата 128х128 с граничной длиной волны фоточувствительности λ_0,5=5,1 мкм и средней удельной обнаружительной способностью D^* при 200 К 2,7·10¹⁰ вт ^–1см Гц^1/2, что в 1,8 раза выше достигнутой ранее. Впервые в отечественной практике показана пригодность гетероструктур CdHgTe на арсениде галлия для изготовления большеформатных матричных фотоприемников для диапазона 3-5 мкм. (ИХВВ РАН)

Исследована кристаллохимическая природа низкой решеточной теплопроводности и проведен поиск новых термоэлектрических материалов в системах Ge-Te-Bi₂Te, SnTe-Bi₂Te₃, PbTe-Bi₂Te₃ и твердых растворах на основе Ge(Bi_(1-x)Sb_x)₄Te₇ и (Pb_(1-x)Sn_x)Bi₄Te₇. Решеточная теплопроводность новых материалов лежит в пределах (4,5-7,0)×10^-3 Вт/см К, тогда как у широко используемого в термоэлектричестве Bi₂Te₃ она составляет 13×10^-3 Вт/см К. Предложен новый термоэлектрический материал электронного типа проводимости с низкой теплопроводностью на основе PbBi₄Te₇ на рабочую область температур термогенераторов 450 – 650 К. (ИМЕТ РАН)

Найдены условия синтеза монофазных порошков сложных оксидов А^IIВ^IVО₃, А^IВ^VО₃ и фосфатов А^I_2-3хВ_х^IIITi(PО₄)₂, где А=Li, Na, Sr, Ba и В=Ti, Zr, Nb, Ta, Al, и разработаны подходы получения эпитаксиальных плёнок нано- и микроразмерной толщины метатанталата и метаниобата лития, калия титанила фосфата, литийсодержащих фосфатных твёрдых электролитов, перспективных для производства тонкоплёночных пироэлектрических датчиков и химических источников тока, улучшения свойств акустооптических устройств и др. Отработаны режимы термообработки нанесенного слоя, обеспечивающие получение прозрачных, бесцветных, с характерным зеркальным блеском многослойных покрытий. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)

жүктеу/скачать 1.62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: