Российскими учеными созданы алмазные подложки для датчиков на базе сверхпроводников

Российские ученые разработали метод, который позволяет создавать качественные алмазные подложки, способные установить прочные связи с различными металлами, включая сверхпроводящие материалы. Об этом информировала пресс-служба «Сколково» (находится в группе компаний ВЭБ.РФ).

Старший преподаватель «Сколтеха» Станислав Евлашин, чьи слова приводит пресс-служба вуза, пояснил: «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».

Евлашин и его коллеги успешно решили данную задачу в ходе эксперимента, в рамках которого исследовали взаимодействия между поверхностью алмаза и атомами ниобия — переходного металла, широко применяемого при создании сверхпроводников и устройств на их основе. Ученых интересовал вопрос о возможности того, что реакции между атомами углерода и металла могут 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.

После проведения экспериментов и теоретических расчетов физики установили, что пленка из карбида ниобия и углерода является сверхпроводящим материалом, способным проводить ток без потерь даже при температуре в 19,4 градуса Кельвина (минус 253 градуса Цельсия) и ниже. Полученная учеными прослойка из карбида ниобия обладает высоким качеством изготовления, механической прочностью и высокой температурой плавления.

Эти уникальные свойства позволяют использовать алмазные подложки с нанесенными на них сверхпроводящими пленками из карбида ниобия для создания различных детекторов, оптических и электронных устройств. Благодаря способности алмаза быстро передавать тепло, чувствительность указанных детекторов достигает высоких показателей, по данным исследователей.

Напомним, «Группа компаний ВЭБ.РФ» — это структура, объединяющая различные компании, управляемые или контролируемые Внешэкономбанком России (ВЭБ). ВЭБ является государственным банком развития и имеет цель содействия модернизации российской экономики, поддержки ключевых отраслей и проектов, а также проведения инвестиционной политики. Группа компаний ВЭБ.РФ включает в себя различные организации и предприятия, работающие в различных секторах экономики и осуществляющие разнообразные виды деятельности.