Ученые Академгородка создали алмазные окна для СКИФа
Ученые Института геологии и минералогии СО РАН изготовили алмазные окна для ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ).
СКИФ должен быть оснащен алмазными элементами рентгеновской оптики. Их планировалось купить за границей, но санкции помешали этому, поэтому изготавливать окна стали в ИГМ.
Окна должны обеспечивать глубокий вакуум и выдерживать экстремальную тепловую нагрузку. С такими задачами способен справиться только алмаз. Для изготовления окон использовались уникальные установки – беспрессовые аппараты «разрезная сфера» (БАРС), способные создавать и поддерживать высокие давления, необходимые для выращивания крупных высококачественных монокристаллов алмаза, сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».
«Алмазные окна должны быть квадратными, размером 7х7 миллиметров при толщине 0,4 миллиметра. С учетом ориентации элемента монокристалл алмаза должен иметь массу порядка 3,5 карат. Для выращивания такого кристалла необходимо создать давление порядка 65 тысяч атмосфер и температуру 1 450 градусов Цельсия, а также градиент температур, который обеспечит заданную скорость роста и, соответственно, необходимое качество алмаза. В ростовом процессе эти параметры необходимо поддерживать в течение 130 часов. Любые отклонения от заданного режима недопустимы», – рассказал заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса Юрий Пальянов.
Сотрудники института отработали режим выращивания кристаллов алмаза, соответствующих всем требованиям. На барнаульском предприятии «Кристалин» изготовили пластинки с соответствующей чистотой поверхностей. В лаборатории института также разработали многоступенчатый контроль качества и провели характеризация кристаллов по различным параметрам: внутренние напряжения, люминесценция, плотность дислокаций и дефектов упаковки, тип и концентрация примесных центров.
«Это первые функциональные алмазные элементы для СКИФа. При создании Сибирского кольцевого источника фотонов специальные изделия из алмаза потребуются еще не один раз», – добавил Пальянов.
ЦКП «СКИФ», расположенный вблизи наукограда Кольцово, будет представлять собой комплекс из 34 зданий и сооружений, а также инженерного и технологического оборудования, обеспечивающий выполнение научных исследований на пучках синхротронного излучения. Дата запуска СКИФ с учетом корректировки планов из-за санкций намечена на конец 2024 года.
