Ученые Тверского госуниверситета (ТвГУ) разработали новый способ получения монокристаллов германия с низким уровнем дефектов. Это позволит улучшить технические характеристики инфракрасной оптики, а также увеличить КПД устанавливаемых на спутниках солнечных элементов, сообщил корр. ТАСС проректор по научной и инновационной деятельности ТвГУ, профессор Иван Каплунов.

По его словам, на совершенство структуры влияет процесс выращивания монокристаллов. «Для этого кристалл вытягивают из расплава (при температуре плавления германия 937 градусов Цельсия) в специально сформированном температурном поле в вакууме или в среде инертного газа. Разработанная конструкция оснастки, скорость выращивания и ее стабильность, вращение кристалла и другие факторы обеспечивают получение монокристаллов с минимальным количеством дефектов», — сказал собеседник агентства.

Кристаллы германия применяются в разных сферах. «В первую очередь — в инфракрасной оптике, в частности, в приборах ночного видения», — отметил Каплунов. Он уточнил, что современные инфракрасные приборы на основе кристаллов германия способны распознавать излучающее тепло от объектов на дальние расстояния: от человека — на расстоянии до 2−3 км, крупной техники (танки, бронетранспортеры) — 5−7 кс, самолетов или вертолетов — 10−20 км.

По словам проректора, инфракрасные приборы используются и в гражданских целях — например, для помощи МЧС при поиске людей или техники во время спасательных операций. «Качество изображения оптики напрямую зависит от качества кристаллов германия. Разработанный нами способ получения монокристаллов с низкой концентрацией нано- и микроразмерных дефектов (на основе метода Чохральского) позволит значительно улучшить все технические характеристики оптических приборов», — добавил он.

В последнее десятилетие кристаллы германия активно применяют для изготовления фотоэлектрических преобразователей — так называемых солнечных элементов. «Они преобразуют солнечную энергию в электричество. Поэтому их активно используют там, где необходимо независимое энергообеспечение, например, при оснащении космических аппаратов, в том числе спутников», — пояснил Каплунов. Для этих целей, отметил он, из германия изготавливаются специальные тонкие пластинки — подложки, на которые наносят слои полупроводникового материала.

«Практика показывает: чем меньше в кристаллах дефектов, тем выше КПД солнечных элементов (на основе германия КПД может достигать 30−40 процентов). А значит, и автономность, а также эффективность работы самого спутника улучшается в разы», — сказал профессор.

По его данным, в вузе научились выращивать совершенные монокристаллы германия диаметром до 300 мм. Над проектом, который реализуется в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014−2020 годы», работают более 60 человек — преподаватели, научные сотрудники, студенты и аспиранты.

_{Источник: http://tass.ru/nauka/1874613}