2021-05-19 15:03:00

/

РИА "Сибирь"

/

Новосибирск

Сибирские ученые синтезировали алмазы в расплавах редкоземельных металлов

Специалисты лаборатории экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН впервые определили условия кристаллизации алмазов в расплавах 15 редкоземельных металлов. Результаты исследований опубликованы в журнале Scientific Reports. 

Синтетические алмазы, которые получают в лабораториях, специалисты рассматривают как стратегический материал электронной техники XXI века. Всё потому, что они имеют перспективные высокотехнологичные применения - например, в качестве регистров и ячеек памяти в квантовом компьютере или источников одиночных фотонов. Последние способны в тысячу раз повысить эффективность устройств передачи информации и улучшить системы квантового шифрования.

Для синтеза алмазов с редкими и необычными характеристиками необходимы новые растворители-катализаторы. Ученые Института геологии и минералогии СО РАН выяснили, что ими могут быть различные редкоземельные металлы, которые практически не исследовались с этой точки зрения.

Специалисты установили, какие условия необходимы, чтобы кристаллизация происходила в расплавах редкоземельных металлов (скандия, иттрия и лантаноидов), а кроме того, определили оптимальные параметры синтеза монокристаллического алмаза.

Эксперименты проводили при давлении 7,8 ГПа в интервале температур 1 800-2100 °С на беспрессовой аппаратуре высокого давления (БАРС), разработанной в Института геологии и минералогии СО РАН.

"Мы показали: в зависимости от состава редкоземельных металлов алмаз кристаллизуется в форме октаэдров, кубооктаэдров и более сложных многогранных полиэдров. Причем все они принадлежат к редкому типу кристаллов, не содержащих примеси азота. То есть расплавы редкоземельных металлов выступают не только катализаторами синтеза алмаза, но и эффективными поглотителями азота", - отмечает заведующий лабораторией экспериментальной минералогии Института геологии и минералогии СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Юрий Пальянов.

Кроме того, благодаря новым растворителям-катализаторам в структуру алмаза входят такие примеси, как кремний, германий и олово. Оптические центры с атомами именно этих элементов имеют уникальные спектральные свойства, которые делают искусственный кристалл перспективным для квантовых технологий.

Таким образом, разработка ученых Института геологии и минералогии СО РАН открывает новую область использования редкоземельных металлов, пишет издание "Наука в Сибири".