В Поморье в САФУ создали лабораторию по синтезу алмазов

Ла­бо­ра­то­рия по син­те­зу ал­ма­зов со­з­да­на в Се­вер­ном Ар­к­ти­че­ском фе­де­раль­ном уни­вер­си­те­те (САФУ) в Ар­хан­гель­с­ке. Здесь ис­поль­зу­ют ме­тод со­з­да­ния ал­ма­зов из га­зо­об­раз­но­го уг­ле­ро­да, он оса­ж­да­ет­ся на спе­ци­аль­ную под­ло­ж­ку, и в ал­маз­ные пла­стин­ки по ме­ре ро­ста до­бав­ля­ет­ся азот, рас­ска­зал ТАСС на­уч­ный ру­ко­во­ди­тель на­уч­но-об­ра­зо­ва­тель­но­го цен­т­ра "Рос­сий­ская Ар­к­ти­ка" САФУ Ма­рат Есе­ев.

"У нас по­яви­лась но­вая ла­бо­ра­то­рия, ла­бо­ра­то­рия по син­те­зу ал­ма­зов. Мы ве­дем син­тез ал­ма­зов с по­мо­щью CVD-­ме­то­да. Это chemical vapor deposition - хи­ми­че­ское оса­ж­де­ние из га­зо­вой фа­зы. Суть его со­сто­ит в том, что мы мо­жем по­лу­чить ре­шет­ку ал­ма­за из уг­ле­ро­да, на­хо­дя­ще­го­ся в га­зо­вой фа­зе и оса­ж­да­ю­ще­го­ся на под­ло­ж­ку по­с­лой­но. До это­го мы ис­поль­зо­ва­ли ал­маз­ные пла­сти­ны, под­го­то­в­лен­ные в дру­гих цен­трах, но мы мо­г­ли их мо­дер­ни­зи­ро­вать пу­тем им­план­та­ции раз­ли­ч­ных эле­мен­тов. Сам син­тез для нас очень ин­те­ре­сен, по­то­му что мы экс­пе­ри­мен­ти­ру­ем с точ­ки зре­ния воз­мо­ж­но­сти на эта­пах ро­ста внед­рять сло­е­вым об­ра­зом азот в эти пла­сти­ны. Это по­вы­ша­ет их фун­к­ци­о­наль­ные свой­ства", - ска­зал Есе­ев.

Азот внед­ря­ют в син­те­ти­че­ские ал­маз­ные пла­сти­ны, что­бы там воз­ни­к­ли так на­зы­ва­е­мые эн­ви-­цен­т­ры (NV-­цен­т­ры, азо­то-­ва­кан­си­он­ные, или азо­то-­за­ме­щен­ные цен­т­ры). Атом азо­та вы­би­ва­ет атом уг­ле­ро­да, на­ру­ша­ет­ся стро­е­ние кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки кри­стал­ла, об­ра­зо­вав­ша­я­ся ва­кан­сия свя­зы­ва­ет­ся с ато­мом азо­та.

По­лу­чив­ши­е­ся пла­сти­ны с эн­ви-­цен­тра­ми мо­гут ис­поль­зо­вать­ся для кван­то­вых вы­чис­ле­ний, для со­з­да­ния ре­ля­ти­ви­ст­ской оп­ти­ки для син­хро­тро­нов. В ре­ля­ти­ви­ст­ской ме­ха­ни­ке ча­сти­цы дви­жут­ся на ско­ро­стях, срав­ни­мых со ско­ро­стью све­та, син­хро­трон - уста­но­в­ка, в ко­то­рой ча­сти­цы раз­го­ня­ют­ся до та­ких ско­ро­стей. Эн­ви-­цен­т­ры в пла­стин­ке ал­ма­за де­ла­ют его очень чув­стви­тель­ным в оп­ти­че­ском ди­а­па­зо­не к ма­лей­шим из­ме­не­ни­ям элек­тро­ма­г­ни­т­но­го по­ля, та­кие эле­мен­ты с за­дан­ны­ми свой­ства­ми ну­ж­ны для со­з­да­ния сверх­точ­ных дат­чи­ков-­ма­г­ни­то­мет­ров, и устройств для на­ви­га­ции по ма­г­ни­т­но­му по­лю.

"Суть ме­то­да со­сто­ит в том, что в плаз­ме со­е­ди­ня­ют­ся ме­тан (CH4), и во­до­род. В ре­зуль­та­те ре­а­к­ции в плаз­ме из ме­та­на вы­сво­бо­ж­да­ет­ся ато­мар­ный уг­ле­род. А во­до­род, ко­то­рый то­же по­да­ет­ся в ка­ме­ру, ис­поль­зу­ет­ся для то­го, что­бы "вы­жечь" цен­т­ры гра­фи­ти­за­ции из ал­ма­за, сде­лать его бо­лее чи­стым и ка­че­ствен­ным. Де­ло в том, что гра­фит и ал­маз - это род­ствен­ни­ки. И в усло­ви­ях ро­ста один со­про­во­ж­да­ет дру­го­го", - объ­яс­нил уче­ный ме­тод вы­ра­щи­ва­ния ал­ма­зов.

Рост идет не очень быст­ро, ско­рость до не­сколь­ких ми­к­рон в час. Для це­лей ла­бо­ра­то­рии вы­ра­щи­ва­ют­ся пла­сти­ны тол­щи­ной не­сколь­ко де­сят­ков ми­к­рон. "Это­го до­ста­точ­но. Нам ну­ж­ны тон­кие слои, что­бы в них как раз со­з­да­вать эти осо­бые цен­т­ры", - до­ба­вил со­бе­сед­ник аген­т­ства. Уста­но­в­ку по вы­ра­щи­ва­нию ал­ма­зов пла­ни­ру­ет­ся до­пол­нить, что­бы бы­ла воз­мо­ж­ность под­клю­чать бал­лон со сверх­чи­стым азо­том.