Монокристаллы германия нужны для создания полупроводниковых детекторов гамма- и рентгеновского излучения. Эти детекторы применяют в самых разных сферах — от спектрометрии и систем мониторинга ядерных материалов до таможенного контроля. Используют монокристаллы и в инфракрасной оптике, например для создания линз и фильтров, работающих в среднем и дальнем ИК-диапазоне.
Исследователи из института «Гиредмет» (входит в Химико-технологический кластер госкорпорации «Росатом», ХТК) спроектировали экспериментальное оборудование. На нем ученые отработали технологию получения особо чистых монокристаллов — не менее 7N.
Важная часть технологии — очистка германия в контролируемой атмосфере. Для этого применили метод зонной очистки, геттеры (газопоглотители) на основе кремния и азота, а также специальные углерод-углеродные и углерод-кремниевые покрытия.
В итоге ученые получили образцы, обладающие уровнем чистоты, который необходим для детекторов с высокими спектрометрическими характеристиками. Это подтвердило, что технология работает.
Заместитель директора по науке и инновациям АО «Гиредмет» Константин Ивановских отметил, что разработка важна для технологического суверенитета России. В перспективе это поможет импортозаместить кристаллы, что позволит организовать полный цикл производства детекторного оборудования внутри страны.
Институт планирует и дальше развивать эту тему, в том числе создать опытно-промышленное производство. Для этого «Гиредмет» подал заявку в Российский научный фонд.