Алмазы будущего: петербургские ученые создали сверхпрочные полупроводники

Алмазы, которые способны не только сиять в украшениях, но и перевернуть целые отрасли. Санкт-Петербургские ученые совершили прорыв, создав сверхпрочные полупроводники для космоса, ядерной промышленности и медицины.

Такие алмазные пластины выдерживают условия Марса и радиацию, а кроме того, на их основе разработают устройства будущего, о которых сегодня даже не думают. Как выращивают суперкристаллы, узнала корреспондент «Известий» Полина Пятышева.

Эти сине-голубые алмазы могут украсить любое ювелирное изделие. Но их вырастили искусственно и вовсе не для этого.

«Особенность этого кристалла в том, что в его кристаллическую решетку встраиваются атомы бора», — поделился директор ООО НКП «Алмаз».

Именно они превращают алмаз в уникальный полупроводник. Он выдерживает критические нагрузки в самых экстремальных условиях. Высокогорье, заполярье, радиоактивные зоны и даже космос, что открывает возможности для исследования новых планет.

«Температура на Марсе чрезвычайно высокая. Классические полупроводники выйдут из строя либо из-за перегрева, либо из-за нарушения электрических параметров. Это не будет происходить с приборами, изготовленными на алмазе», — рассказал профессор кафедры микро- и наноэлектроники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова Василий Зубков.

Разработка ученых «ЛЭТИ» — основа для создания принципиально новых устройств, которые пока невозможно представить. Они появятся в опто- и микроэлектронике, а также в ядерной промышленности и медицине.

«Считается, что эти наноалмазы с внедренными центрами окраски будут использоваться как биомаркеры, которые можно внедрить в человеческий организм. Они могут одновременно и диагностировать заболевания, и нести вещество медикаментозное», — объяснила младший научный сотрудник кафедры микро- и наноэлектроники «ЛЭТИ» Анна Соломникова.

Сейчас ученые выращивают кристаллы, имитируя природные условия. Сначала затравочный алмаз вместе с графитом и металлокатализатором помещают в камеру высокого давления, а затем в шарнирный пресс. Там при температуре 1,5 тысячи градусов углерод превращается в алмазный кристалл. На все про все две недели.

Всего на предприятии в Петербурге 33 пресса китайского производства. Все приборы пришлось модернизировать под свою особую технологию, что держится в строжайшем секрете.

«Уникальный диаметр поршня у этого пресса — один метр. Он позволяет выращивать самые большие алмазы в России, да и в мире. На нем был поставлен не один рекорд», — рассказал руководитель производства Роман Исаков.

Получившиеся кристаллы с помощью лазерной техники нарезают на пластины. А затем передают для изучения ученым «ЛЭТИ».

«На эту зондовую станцию мы можем положить алмазную пластину с нанесенными металлическими контактами и посмотреть ее первичные характеристики», — пояснила Анна Соломникова.

Первый образец уже получен, на его основе можно изготавливать прототипы электронных устройств. Однако чтобы внедрить разработку в массовое производство, ученым необходимо научиться выращивать алмазы больших размеров.