Ученые из Уральского федерального университета впервые создали поликристаллические пластины с уникальными способностями. Материал на основе твердых растворов галогенидов серебра и таллия пропускает излучение в видимом и инфракрасном спектрах, а также в терагерцовом диапазоне частот. Статья опубликована в журнале Optical Materials.
Поликристаллические световоды, которые получили сотрудники научной лаборатории волоконных технологий и фотоники УрФУ, подходят для диагностики заболеваний как верхних слоев организма, так и внутренних органов. Кроме того, их можно использовать в устройствах для сканирования людей и багажа, например на вокзалах и в аэропортах. Волокна на основе галогенидов серебра абсолютно безопасны и отличаются повышенной пластичностью, а значит — не нуждаются в сложной многослойной защите. Также они намного легче стерилизуются, чем кварцевые или полимерные волокна.
Терагерцовое излучение проникает в живой организм, не причиняя вреда, так как не является ионизирующим. Источники терагерцового излучения с оптическими материалами для его передачи можно использовать вместо рентгеновских аппаратов и приборов МРТ в различных обследованиях организма.
Процесс изготовления поликристаллических пластин уникален. Вначале получают сырье — шихту, из которой выращивают кристаллы. Такое производство безотходное и энергосберегающее, так как протекает при невысоких температурах. Уже первая стадия синтеза дает высокую степень очистки шихты от примесей. На втором этапе из шихты выращивают монокристаллы. Заготовки, вырезанные из монокристаллов и нагретые при температуре 150 – 200 ℃, помещают в пресс и подвергают нагрузке, эквивалентной 6–10 тоннам. Методом горячего прессования и последующим охлаждением исследователи получают поликристаллические пластины с поверхностью оптического качества, диаметром 1–2 см и толщиной 300–700 микрон.
«Пропускная способность наших кристаллических материалов в видимом, инфракрасном и терагерцовом диапазонах достигает 76%. Это исключительный показатель. На сегодня в мире насчитывается всего три класса таких материалов — высокоомный кремний, сапфир и наши кристаллы на основе галогенидов серебра и таллия. Кроме них в терагерцовом диапазоне используются и некоторые полимеры, но они не обладают такой же прозрачностью, стойкостью к температурным нагрузкам и давлению», — поясняет соавтор работы Анастасия Южакова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
