Атмосфера для кристала

Зробивши ставку на талановиту й амбіційну молодь, яка працює в лабораторіях поруч із досвідченими дослідниками й технологами, НТК «Інститут монокристалів» НАН України не прогадав. У 2010 році на здобуття премії Президента України висунуто цикл робіт молодих учених та інженерів Євгена Галеніна, Халіла Калтаєва, Павла Коневського й Олега Сідлецького «Оптимізація складу середовищ вирощування оксидних і галоїдних монокристалів».

Штучні монокристали, тобто кристали з високою структурною досконалістю, стають усе більш затребуваним матеріалом на міжнародному ринку високих технологій завдяки своїм унікальним фізичним властивостям.

Так, сапфір без жодної для нього шкоди витримує жар мартенівської печі, занурення в будь-яку кислоту або високу радіацію. При цьому за твердістю він поступається тільки алмазу, є чемпіоном із прозорості для видимого світла, ультрафіолетового й інфрачервоного випромінювання. Ці якості зробили монокристали сапфіру найважливішим оптичним і конструкційним матеріалом, який використовується в медицині, оптоелектроніці. Сапфір — безальтернативний матеріал для оптичних елементів, що експлуатуються в екстремальних умовах (великі механічні навантаження, хімічно агресивні середовища, високі температури). А деякі оксидні кристали особливо привабливі для реєстрації високоелектричних випромінювань завдяки їх високій хімічній стабільності, механічній та радіаційній стійкості. Вони використовуються в приладах медичної діагностики, геологічній розвідці, а також у фізичних приладах.

— Кристали, які ми одержуємо, вирощуються з розплаву, — розповідає один зі здобувачів премії, молодший науковий­ співробітник НТК «Інститут монокристалів» НАНУ Євген Галенін. — Сировина у вигляді порошку певного складу­ розплавляється в печі за температури до 2000 градусів. Потім створюються умови, за яких цей розплав кристалізується у вигляді зливка потрібної форми, розміру та якості. Особливо ретельним має бути контроль складу атмосфери вирощування великих кристалів — певне співвідношення інертних газів, кисню та водню. Оскільки цей процес триває кілька днів, то навіть короткочасне й незначне відхилення від потрібного режиму може призвести до негативного результату. Також важливо правильно зберегти вже вирощений кристал, щоб він не «зіпсувався» після охолодження. Цикл наших робіт присвячений теоретичним та експериментальним дослідженням впливу складу газової атмосфери вирощування на особливості одержання оксидних і галоїдних кристалів.

Практичним підсумком роботи молодих учених стало значне поліпшення­ якості й розмірів вирощуваних кристалів.­ Результати були опубліковані в провідних­ світових наукових виданнях, технологічні­ розробки захищені декількома патента­­ми. Економічний ефект від цих розро­бок становить кілька мільйонів гривень. ­Сьогодні молоді дослідники працюють над створенням матеріалів для нових поко­лінь оптичних і медичних приладів із поліпшеними характеристиками. Вони впевнені, що їхні дослідження будуть затребувані вже в найближчому майбутньому.

— Наукові й технологічні результати, робіт цього циклу — на рівні кращих віт­чизняних і зарубіжних досліджень у цій галузі, — заявив генеральний директор ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут», академік НАН України ­І. Неклюдов. — Їхня робота, безперечно, актуальна й заслуговує на присудження премії Президента України для молодих учених.