ТВЕРЬ, 2 апреля. /Корр. ТАСС Вера Пакина/. 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.