Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0004

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0004
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный университет"
Название доклада
Кристаллы германия для фотоники
Докладчик
Каплунов Иван Александрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проект направлен на детальное изучение широкого спектра научных вопросов, технических и технологических задач и приемов, совокупность которых в конечном итоге приводит к разработке технологии выращивания совершенных крупногабаритных монокристаллов германия для оптического и акустооптического применения методами Чохральского и направленной кристаллизации и к разработке технологии выращивания крупногабаритных монокристаллов германия методом Чохральского с низкой концентрацией нано- и микроразмерных дефектов для изготовления на их основе подложек для высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей.
Актуальность и новизна исследования
Инфракрасная техника, оптоэлектронная промышленность, солнечная энергетика требуют высококачественных монокристаллов германия для их применения в качестве оптических и акустооптических элементов и как материала для фотопреобразователей
Описание исследования

Предложены новые методы, подходы для совершенствования технологического процесса выращивания монокристаллов германия способами Чохральского и направленной кристаллизации.

Разработаны лабораторные технологические регламенты для изготовления монокристаллов германия для оптического и акустооптического применения  с низкой концентрацией нано- и микроразмерных дефектов, способом Чохральского и способом направленной кристаллизации, а также разработан лабораторный технологический регламент для изготовления экспериментальных образцов монокристаллов германия для подложек фотоэлектрических преобразователей с низкой концентрацией нано- и микроразмерных дефектов, способом Чохральского.

Разработаны теоретические основы физических процессов, протекающих при взаимодействии света с поверхностью и объемом оптических материалов для применения монокристаллов германия в качестве оптических элементов и в качестве подложек фотоэлектрических преобразователей; разработаны математические модели, отражающие данные процессы.

Получены способом Чохральского и способом направленной кристаллизации  крупногабаритные монокристаллы германия, из которых изготовлены образцы для исследования характеристик материала.

Разработаны программы и методики исследований крупногабаритных монокристаллов германия для применения в оптике и акустооптике, а также в качестве подложек фотоэлектрических преобразователей.

Исследованы оптические, структурные и теплофизические характеристики монокристаллов, полученных разными способами.

Сделаны выводы о преимуществах разрабатываемых технологий на основе экспериментальных испытаний характеристик монокристаллов и на основе выполненного технико-экономического обоснования разработки.

Разработан проект технического задания на ОТР.

Результаты исследования

Монокристаллический германий в настоящее время частично закупается у зарубежных фирм, а производство монокристаллов германия для изготовления подложек фотоэлектрических преобразователей в Российской Федерации не налажено. Разрабатываемые технологии позволят заместить на российских рынках импортную продукцию, снизить себестоимость производства.

Разрабатываемые технологии должны обеспечить получение совершенных монокристаллов германия для оптики и для подложек фотоэлектрических преобразователей. Итогом будут являться оптические приборы высокого качества и солнечные элементы с высоким уровнем фотопреобразования солнечной энергии.

По итогам исследования опубликовано 7 статей, индексированных в базах WOS и Scopus; подано 6 заявок на изобретения, получено 2 патента.

Практическая значимость исследования
Области применения планируемых результатов: а) инфракрасная техника: оптические изделия проходной оптики (линзы, окна), изделия акустооптики - акустооптические модуляторы для инфракрасного диапазона; б) солнечная энергетика - подложки для изготовления высокоэффективных фотопреобразователей с использованием гетероструктур.
Подходы и методы, предлагаемые в исследованиях, могут привести к получению новых научных результатов. При реализации проекта прогнозируется решение не только прикладных научных задач, но и заметное продвижение в решении целого ряда фундаментальных вопросов, относящихся к оптике, теории рассеяния, кристаллофизике и теории роста кристаллов.