Лаборатория роста кристаллов

 

Основные направления исследований лаборатории связаны с развитием научных и технологических основ выращивания высокосовершенных монокристаллов полупроводниковых и белковых материалов в наземных и космических условиях, с разработкой системы активной виброзащиты технологического оборудования для широкого применения (в том числе и в процессах роста), а также с исследованием нового перспективного соединения сульфида самария: синтеза соединения и создания на его основе высокоэффективных термоэлектрических генераторов.

Основные принципы повышения макро- и микрооднородности выращиваемых кристаллов базируются на усовершенствовании метода направленной кристаллизации и на результатах, полученных при подготовке и проведении космических экспериментов. Они предполагают практическое исключение/минимизацию всех видов конвекции и приближение к условиям диффузионного массопереноса в расплаве/растворе. В ходе работы в лаборатории был выполнен широкий спектр теоретических и экспериментальных исследований по математическому и физическому моделированию влияния различных возмущающих факторов микрогравитации, инициирующих развитие конвективных течений в расплаве/растворе, предложены способы их минимизации и приближения к условиям диффузионного массопереноса. На основе полученных знаний для выращивания монокристаллов полупроводников (германия, антимонида галлия) развивается метод вертикальной направленной кристаллизации с преимущественным осесимметричным потоком тепла сверху вниз и расположением затравки в нижней холодной части установки. Для роста кристаллов белков разработан температурноуправляемый метод, позволяющий раздельно управлять как процессом зародышеобразования, так и процессом роста образовавшихся кристаллов с высоким структурным совершенством. Разработаны принципы подготовки наземных и проведения космических экспериментов по получению высокосовершенных кристаллов полупроводников и белков.

Сформулированы принципы построения системы нового поколения активной защиты от вибраций/микроускорений и проводятся настроечные испытания такой системы. Подтверждена возможность генерации термоЭДС при нагреве сульфида самария без создания градиента температуры, создана технологическая схема и разработаны эскизные конструкции тонкопленочных термоэлектрических генераторов на основе SmS.