Температурная магия: как учёные выращивают идеальные кристаллы в двухзонной печи

Учёные из Института геологии и минералогии СО РАН (Новосибирск) создали сверхчистый монокристалл теллурида кадмия, обладающий уникальными оптическими свойствами. Новый материал может применяться в электронике, фотонике и солнечной энергетике — в частности, в производстве электрооптических модуляторов и высокоэффективных солнечных батарей. Об этом свидетельствует патент, с которым ознакомился ТАСС.

Монокристаллы теллурида кадмия представляют большой интерес для научно-промышленного применения, однако их выращивание сопряжено с рядом трудностей. В частности, необходима высокая однородность структуры и минимальное количество дефектов, что критически важно для работы со светом в инфракрасном диапазоне.

"Изобретение направлено на получение кристаллов теллурида кадмия с оптимальным сочетанием параметров — большим размером и высоким качеством, подходящим для электрооптических приборов", — указывается в тексте патента.

Разработка новосибирских учёных отличается повышенной степенью очистки исходных компонентов — кадмия и теллура — и использованием оригинальной двухзонной печи вертикальной кристаллизации. В процессе выращивания учёные строго выдерживали температурные условия: в "горячей" зоне — 900-720 °C, в "холодной" — 680-500 °C. Необходимый температурный градиент поддерживался на протяжении 4 часов.

Эта технология позволила получить монокристаллы длиной до 50 мм и диаметром до 35 мм с высокой прозрачностью на длине волны 10,6 мкм и крайне низким уровнем структурных дефектов.

"Полученные кристаллы идеально подходят для электрооптических модуляторов, где важна точность управления светом и устойчивость к внешним воздействиям", — подчёркивают авторы разработки.

Созданный материал открывает новые перспективы в области создания инфракрасной оптики, а также может применяться в системах контроля радиации и возобновляемой энергетике.