Атмосфера для кристалла
Сделав ставку на талантливую и амбициозную молодежь, работающую в лабораториях рядом с опытными исследователями и технологами, НТК «Институт монокристаллов» НАН Украины не прогадал. В 2010 году на соискание премии Президента Украины выдвинут цикл работ молодых ученых и инженеров Евгения Галенина, Халила Калтаева, Павла Коневского и Олега Сидлецкого «Оптимизация состава сред выращивания оксидных и галоидных монокристаллов».
Искусственные монокристаллы, то есть кристаллы с высоким структурным совершенством, становятся все более востребованным материалом на международном рынке высоких технологий благодаря своим уникальным физическим свойствам.
Так, сапфир без всякого для него вреда выдерживает жар мартеновской печи, погружение в любую кислоту или высокую радиацию. При этом по твердости он уступает только алмазу, является чемпионом по прозрачности для видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Эти качества сделали монокристаллы сапфира важнейшим оптическим и конструкционным материалом, который используется в медицине, оптоэлектронике. Сапфир — безальтернативный материал для оптических элементов, эксплуатируемых в экстремальных условиях (высокие механические нагрузки, химически агрессивные среды, высокие температуры). А некоторые оксидные кристаллы особенно привлекательны для регистрации высокоэнергетических излучений благодаря их высокой химической стабильности, механической и радиационной стойкости. Они используются в приборах медицинской диагностики, геологической разведке, а также в физических приборах.
— Кристаллы, которые мы получаем, выращиваются из расплава, — рассказывает один из соискателей премии, младший научный сотрудник НТК «Институт монокристаллов» НАНУ Евгений Галенин. — Сырье в виде порошка определенного состава расплавляется в печи при температуре до 2000 градусов. Затем создаются условия, при которых этот расплав кристаллизуется в виде слитка нужной формы, размера и качества. Особенно тщательным должен быть контроль состава атмосферы выращивания — определенное соотношение инертных газов, кислорода и водорода — при получении крупных кристаллов. Поскольку выращивание продолжается несколько дней, то даже кратковременное и незначительное отклонение от нужного режима может привести к негативному результату. Также важно правильно сохранить уже выращенный кристалл, чтобы он не «испортился» при охлаждении. Цикл наших работ посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям влияния состава газовой атмосферы выращивания на особенности получения ряда оксидных и галоидных кристаллов.
Практическим итогом работы молодых ученых стало значительное улучшение качества и размеров выращиваемых кристаллов. Результаты были опубликованы в ведущих мировых научных изданиях, технологические разработки защищены несколькими патентами. Экономический эффект, полученный от этих разработок, составил несколько миллионов гривень. Сегодня молодые исследователи работают над созданием материалов для новых поколений оптических и медицинских приборов с улучшенными характеристиками. Они уверены, что их исследования могут стать востребованными уже в недалеком будущем.
— Научные и технологические результаты, полученные в работах данного цикла, находятся на уровне лучших отечественных и зарубежных исследований в данной области, — заявил генеральный директор ННЦ «Харьковский физико-технический институт», академик НАН Украины И.Неклюдов. — Их работа, бесспорно, актуальна и заслуживает присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.
