Как передает официальное издание СО РАН "Наука в Сибири", новосибирские специалисты первыми определили условия кристаллизации алмазов в расплавах пятнадцати редкоземельных металлов. Результаты своих исследований ученые опубликовали в научном журнале Scientific Reports. Синтетические алмазы, получаемые в лаборатории НИИ, рассматриваются как стратегический материал для электронной техники будущих поколений.
Кристаллы могут быть применимы в квантовых компьютерах в качестве регистров и ячеек памяти. Также они могут использоваться в перспективных источниках одиночных фотонов, что позволят в тысячу раз повысить эффективность технологий передачи информации и усовершенствовать системы квантового шифрования.
Чтобы синтезировать алмазы с уникальными характеристиками, ученым нужны новые растворители-катализаторы. Как выяснили специалисты ИГМ СО РАН, в качестве них могут выступать разные редкоземельные металлы, которые ранее почти не исследовались для применения в этой области. Так, специалисты установили, какие условия необходимы для кристаллизации в расплавах скандия, иттрия и лантаноидов. Были определены и оптимальные параметры синтеза монокристаллического алмаза.
По словам заведующего лабораторией доктора геолого-минералогических наук Юрия Пальянова, ученым удалось показать, что в зависимости от состава редкоземельных металлов кристаллы могут получать форму октаэдров, кубооктаидров и даже более сложных полиэдров с множеством граней. При этом новые синтетические алмазы не содержат примеси азота, которую также поглощают расплавы редкоземельных металлов.
Для проведения экспериментов на беспрессовой аппаратуре высокого давления, разработанной в новосибирском институте было создано давление в 7,8 гигапаскаля при температурном интервале от 1,8 до 2 тысяч градусов по Цельсию. Новые растворители-катализаторы позволили включить в структуру алмаза такие примеси как кремний, германий, олово. Оптические центры с атомами этих элементов придают кристаллам уникальные свойства, которые и делают возможным их использование в квантовых технологиях.
Никита Зайков
