Энергоэффективная технология производства совершенных кристаллов

магнитооптика кристаллы производство детекторы томография акустооптика

Описание

Производство кристаллов часто сталкивается с получением дефектных, неочищенных, ограниченных по размеру кристаллов, а процессы выращивания требуют больших времён и высоких энергетических затрат.

Для решения указанных проблем разработана технология производства широкого спектра совершенных кристаллов, спроектирована и изготовлена опытная установка для реализации технологии. Конечные продукты, получаемые благодаря разработанной технологии производства совершенных кристаллов, могут применяться в установках для томографии сверхвысокого разрешения, в магнитооптике и в установках террагерцового излучения, для детектирования ионизирующих излучений и редких процессов, для нелинейной оптики, электрооптики и акустооптики. Это приносит определенные выгоды пользователям, так как материалы являются более качественными, менее энергозатратны при производстве в разработанных установках и более универсальны по своим свойствам.

В настоящее время по данной технологии получены следующие кристаллы: - CdWO4, ZnWO4-для систем X-ray Cargo; - Ge, CdTe, CdMgTe, CdMnTe, CdZnTe – для детектирования ионизирующих излучений; - ZnMoO4, Li2MoO4, PbMoO4 – для детектирования редких процессов; - KTiOPO4, LiNbO3 – для нелинейной оптики и электрооптики; - TeO2 – для акустооптики.

Области применения:

• выпуск оборудования для производства кристаллов
• производство крупногабаритных детекторов X-Ray Cargo, досмотровых таможенных терминалов крупногабаритных грузов и автомобилей, систем антитеррор
• производство полупроводников для томографии сверхвысокого разрешения и магнтооптики, для террагерцового излучения
• производство высокотемпературных кристаллов

Предполагаемые виды взаимодействия:
• приобретение лицензии на использование технологии и оборудования
• совместные НИОКР
• организация производства
• масштабирование производства кристаллов.

Иллюстрации

Спецификация

Таблица 1. Кристалл CdWO4 отлично поглощает излучение: приведена толщина сцинтилляционного слоя в мм, поглощающая 95% излучения от источника этой мощности.

Material

K-edge
keV

40keV
mm

60keV
mm

80keV
mm

100keV
mm

300keV
mm

600keV
mm

NaI

33.2

0.43

1.3

2.7

4.9

49.2

99.2

CsI

33.2

0.29

0.8

1.8

3.3

36.5

79.3

CdWO4

69.5

0.33

0.9

0.5

0.9

12.6

35.9

BGO

90.5

0.38

1.1

2.2

1.1

13.3

37.8

LSO

63.3

0.55

1.6

0.7

1.3

16.0

40.9

PreLude
(LYSO)

63.3

0.58

1.65

0.8

1.4

17.3

43.2


Опыт применения технологии

По разработанной технологии поставлены кристаллы в КНР и Италию.

Преимущества

  • Более высокое качество в сравнении с традиционными технологиями благодаря отсутствию дефектов и высшей степени совершенства кристаллов.
  • Существенно более высокий чем в обычных технологиях выход кристаллического материала из начальной загрузки – до 98%.
  • Энергопотребление установок на порядок ниже чем в обычных технологиях.
  • Универсальность технологии - можно производить любые кристаллы, имеющие температуру плавления, в том числе и полупроводниковые, при этом меняется только тепловой узел и ростовой контейнер.
  • Гибкость технологии, которая позволяет разрабатывать технологии выращивания новых материалов всего в течение нескольких месяцев.
  • Цифровизация технологии - возможность удалённого контроля и управления производством кристаллов по сети Интернет.