Эксπир
Регистрация / Вход

Поисковые исследования и создание научно-методических основ выращивания кристаллов с заданными свойствами для научного приборостроения

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
21.03.2007 - 31.07.2007
Целью работы являлось разработка научно-методических основ создания монокристаллов алмаза и нелинейных кристаллов широкого класса соединений с заданными свойствами с использованием оригинальной аппаратуры.
Объектами исследования являлись способ выращивания качественных кристаллов синтетического алмаза и новые нелинейные фторидные и халькогенидные кристаллов для преобразования лазерного излучения ВУФ и ИК диапазона.
Задачи этапа выполнены в полном объеме. Проведен анализ научно-технической литературы относящейся к методам выращивания, свойствам и структуре кристаллов алмаза и нелинейных монокристаллов. Проведены патентные исследования по нелинейным кристаллам. Обоснованы направления исследований в области выращивания алмаза для теплоотводов, детекторов ионизирующего излучения и наковален и нелинейных кристаллов, используемых для преобразования лазерного излучения. Разработана общая методика проведения экспериментальных исследований. Предложенные методы и подходы не уступают мировому уровню. Впервые реализован контроль за качеством и скоростью роста кристаллов алмаза посредством управления градиентом температуры в процессе выращивания, что позволило значительно увеличить скорость выращивания крупных качественных кристаллов синтетического алмаза. Экспериментальное исследование проведено с учетом всех современных методов исследования. Разработаны структурные критерии отбора нелинейных фторсодержащих соединений, относящихся к классу пироэлектриков и критерии оценки качества кристаллов алмаза с использованием метода селективного травления.. Выращены крупные качественные кристаллы SrAlF5 и BaAlBO3F2 и кристаллы синтетического алмаза. Проведено исследование влияния основных ростовых параметров на свойства кристаллов. Качество проведенных исследований соответствует международным стандартам.
Разработанный в работе способ выращивания качественных кристаллов синтетического алмаза и полученные в работе новые кристаллы на основе твердых растворов LiGaxIn1-xSe2 превосходят существующие в мире аналоги.
Развернуть
2
01.08.2007 - 31.10.2007
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести оценку полноты решения поставленных задач и оценить эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
2. Оценить возможность создания конкурентоспособных кристаллов синтетического алмаза и нелинейных монокристаллов на базе халькогенидных и фторсодержащих соединений.
3. Разработать рекомендации по использованию результатов проведенных НИР.
Для решения поставленных задач были проведены следующие работы.
Проведено обобщение результатов предыдущего этапа работ и оценка полноты решения поставленных задач. Сделана оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Проведено сравнение характеристик полученных кристаллов синтетического алмаза и нелинейных монокристаллов на базе халькогенидных и фторсодержащих соединений с существующими аналогами. На базе полученных результатов разработаны и сформулированы рекомендации по использованию полученных результатов НИР.
В результате проведенных работ получены следующие результаты.
Сопоставление содержания выполненных работ с поставленными по проекту задачами показало, что поставленные задачи выполнены в полном объеме. Полученные результаты по управлению скоростью роста и качеством кристаллов синтетического алмаза не имеет аналогов в мировой практике. Впервые отработана методика совместного экспериментального рентгеноструктурного и теоретического структурного анализа in situ деления кристаллографической ячейки для точного установления типа структур кристаллов, впервые применен метод вращения теплового поля при выращивании халькогенидных кристаллов методом Бриджмена и впервые разработаны критерии оценки качества кристаллов синтетического алмаза с использованием метода селективного травления. Примененные подходы к решению задач и полученные результаты позволяют характеризовать выполненные работы как работы, выполненные на высоком научно-техническом уровне.
На основе сравнения возможностей разработанного метода выращивания и характеристик кристаллов синтетического алмаза показана возможность создания конкурентоспособных кристаллов синтетического алмаза. Показано, что по ряду характеристик такие кристаллы не уступают кристаллам синтетического алмаза, выращиваемых в мировых компаниях, а по однородности кристаллов вполне могут конкурировать для использования их в качестве алмазных наковален, теплоотводов и детекторов ионизирующего излучения. Показано, что совокупность преимуществ полученных халькогенидных и фторидных нелинейных кристаллам открывает новые возможности для получения когерентного излучения в диапазоне УФ- средний ИК.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ФГНУ "НИИ ВН при ТПУ"
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
1,7 млн
Организация
CПбГЭТУ "ЛЭТИ"
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136