В России создали алмазные подложки для датчиков на базе сверхпроводников

08.02.2024

Российские исследователи разработали подход, который позволяет производить высококачественные алмазные подложки, способные образовать прочные связи с различными металлами, в том числе со сверхпроводящими материалами. Об этом сообщила пресс-служба «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ).

«У алмаза есть два ограничения, связанные с синтезом больших пластин и его металлизацией: когда мы начинаем металлизировать алмаз, то большинство контактов на нем не держится. Когда мы работали над детекторами для ионизирующего излучения и наносили золото и другие материалы, адгезия контактов к алмазу была очень плохой. Мы задались вопросом, как можно улучшить сцепление контактов и алмаза», - пояснил старший преподаватель «Сколтеха» Станислав Евлашин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Евлашин и его коллеги решили эту проблему в рамках эксперимента, в ходе которого ученые изучали взаимодействия между поверхностью алмаза и атомами ниобия, переходного металла, который широко используется для разработки сверхпроводников и устройств на их основе. Исследователей интересовало то, могут ли реакции между атомами углерода и металла привести к образованию сверхпроводящей пленки на поверхности драгоценного камня.

«Мы попытались сделать сверхпроводник на поверхности алмаза и обнаружили, что если на нее наносить ниобий, а потом его отжигать и получать карбид ниобия, то при отжиге происходит химическая реакция с поверхностью и возникают следующие превращения: пленка ниобия после нагрева переходит в соединение Nb2C, и после дальнейшего нагрева больше 1200 градусов Цельсия она переходит в NbC», - пояснил Евлашин.

Пленка из этого соединения углерода и ниобия, как показали эксперименты и теоретические расчеты физиков, является сверхпроводящим материалом, который проводит ток без потерь при температуре в 19,4 градуса Кельвина (минус 253 градуса Цельсия) и ниже. Полученная учеными прослойка из карбида ниобия при этом обладала высоким качеством изготовления, механической прочностью и высокой температурой плавления.

Подобные характеристики позволяют применять алмазные подложки с нанесенными на них сверхпроводящими пленками из карбида ниобия для разработки различных детекторов, а также оптических и электронных устройств. Чувствительность этих детекторов будет особенно высокой за счет способности алмаза необыкновенно быстро транспортировать тепло, подытожили исследователи.

Источник: ТАСС