Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологий выращивания крупногабаритных монокристаллов со структурой граната для применения в оптоэлектронике и лазерной технике.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.447.11.2001
Продолжительность работ
2005 - 2006, 19 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Внебюджетные средства
8 млн

разработка и внедрение технологий выращивания крупногабаритных монокристаллов иттриево-алюминиевого и редкоземельно-галлиевых гранатов методами расплавной кристаллизации для их применения в оптоэлектронике и лазерной технике.

Соисполнители

Организация
АО "НИИ МВ"
Организация
ИОФ РАН

Этапы проекта

1
16.05.2005 - 30.09.2005
2
01.10.2005 - 09.12.2005
Разработаны ТЗ на составные части разработки. Проведен анализ вариантов разработки технологических процессов (ТП) и технологических операций (ТО), исходя из условий и организации конкретного производства. Разработана эскизная конструкторская документация на доработку и модернизацию тепловых узлов установок для выращивания крупногабаритных монокристаллов со структурой граната. Разработаны технологические инструкции (проекты) процесса выращивания монокристаллов. Разработаны ТЗ на составные части разработки. Проведен анализ вариантов разработки технологических процессов (ТП) и технологических операций (ТО), исходя из условий и организации конкретного производства. Разработана эскизная конструкторская документация на доработку и модернизацию тепловых узлов утановок для выращивания крупногабаритных монокристаллов со структурой граната. Разработаны технологические инструкции (проекты) процесса выращивания монокристаллов.
Развернуть
3
01.01.2006 - 31.03.2006
Цель проекта.
  Разработка и внедрение технологических процессов выращивания крупногабаритных монокристаллов иттрий алюминиевого, редкоземельно-галлиевых гранатов – гадолиний-галлиевого и тербий -галлиевых гранатов, легированных ионами иттербия, церия и тербия, различными методами расплавной кристаллизации - методом горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) и методом Чохральского для их применения в оптоэлектронике и лазерной технике на базе существующего технологического оборудования. Положительные результаты опытно-технологических работ предыдущих этапов работы (выращены и испытаны экспериментальные образцы монокристаллов) позволяют дальнейшее развитие и отработку параметров технологических процессов выращивания крупногабаритных монокристаллов гранатов.
  В результате выполнения 3 этапа опытно-технологических работ:
  Разработаны оптимальные составы монокристаллов (гадолиний-галлиевых и тербий –галлиевых гранатов, легированных иттербием) и определены коэффициенты распределения основных компонентов.
Проведен анализ существующих технических решений и выбрана принципиальная схема технологической оснастки, определены средства технологического оснащения процессов технического контроля.
Изготовлен блок силового питания для установки выращивания крупногабаритных монокристаллов алюмоиттриевого граната, активированных ионами церия и тербия.
Разработана программа и методики предварительных испытаний монокристаллов со структурой граната, выращенных методом ГНК.
Развернуть
4
01.04.2006 - 30.06.2006
Проведены патентные исследования. Уточнены параметры ТП выращивания монокристаллов. Разработана рабочая технологическая документация на процесс выращивания монокристаллов и конструкторская документация на технологическую оснастку.
Изготовлены опытные образцы монокристаллов со структурой иттрий-алюминиевого граната, активированного ионами церия и тербия, выращенных методом горизонтальной направленной кристаллизации.
Проведены предварительные испытания опытных образцов монокристаллов.
Развернуть
5
01.07.2006 - 30.09.2006
В результате выполнения 5 этапа опытно-технологических работ:
Проведена корректировка технологической и конструкторской документации и доработка технологического процесса по результатам предварительных испытаний. Внесены изменения в конструкторскую документацию на технологическую оснастку (пресс-форма 10.АБШВ.70.00.000 СБ), а также в маршрутную карту подготовки исходной шихты для выращивания монокристаллов граната методом ГНК.
Разработана Программа и методика государственных приемочных испытаний монокристаллов со структурой граната, выращенных методом горизонтальной направленной кристаллизации.
Развернуть
6
01.10.2006 - 08.12.2006
Методология проведения работы.

Приемочные испытания проводились по Программе и методикам приемочных испытаний, согласованных с Заказчиком 27 сентября 2006 г.

  Результаты работы.
Результаты приемочных испытаний приведены в протоколах приемочных испытаний.

  Область применения результатов.
• гадолиний галлиевый гранат (ГГГ), предназначен для изготовления подложек для жидко-фазного выращивания гранатовых эпитаксиальных пленок, используемых в СВЧ- и оптоволоконной технике;
• гадолиний галлиевый легированный ионами иттербия (ГГГ:Yb), предназначен для изготовления крупноапертурных активных элементов лазерных систем с диодной накачкой;
• тербий галлиевый гранат (ТГГ), предназначенных для изготовления высокоэффективных оптических элементов Фарадеевских вращателей и оптических изоляторов лазерных систем различного назначения.
• монокристаллы иттрий-алюминиевого граната (ИАГ) предназначены для изготовления фильтров электронного пучка и оптических световодов.
• монокристаллы иттрий-алюминиевого граната содержащие ионы иттербия
(ИАГ-И) предназначены для изготовления лазерных активных элементов цилиндрической геометрии для лазеров с диодной накачкой.
• монокристаллы иттрий-алюминиевого граната содержащие ионы церия, тербия (ИАГ-ЦТ) предназначены для изготовления преобразующих элементов приборов ночного видения.
  На основе кристаллов иттрий-алюминиевого граната и гадолиний галлиевого граната как в РФ, так и за рубежом были проведены успешные разработки разноообразных приборов квантовой электроники, оптики, микроэлектроники. Были также успешно разработаны технологии производства кристаллов гранатов для ювелирных изделий. Эти разработки в РФ проводились на основе технологий выращивания кристаллов созданных Институтом кристаллографии РАН, НИИ материаловедения, институтом общей физики РАН, ГОИ и других организаций.
Эти кристаллы выращиваются в США (MTI CO,Crystal Tech Instr), Японии (Kiocera), Германии, Китае (Kastech).
Кристаллы, выращиваемые по разработанным в проекте технологиям, отличаются от вышеуказанных увеличенными аппертурными размерами и повышенным качеством.
Разработанные технологии могут быть адаптированы на промышленных предприятиях с минимальными затратами по модернизации отечественного ростового технологического оборудования
  Выводы.
  Разработанные технологии рекомендованы для апробации на предприятиях промышленности, занимающихся ростом кристаллов.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

2.2 Проведение опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных разработок по приоритетным направлениям развития научно-технической сферы (в том числе на долевой основе с хозяйствующими субъектами)
Тема
Разработка технологий выращивания крупногабаритных монокристаллов со структурой граната для применения в оптоэлектронике и лазерной технике.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка технологии получения комплекса монокристаллов широкозонных полупроводников для элементной базы оптоэлектроники, дозиметрии, медицинской аппаратуры, приборов досмотровой техники.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
3
Тема
Создание наносистем, перспективных для квантовой информатики, оптоэлектроники и катализа, и их исследование методами радиоспектроскопии, атомно-силовой микроскопии и лазерной спектроскопии.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Обеспечение центром коллективного пользования научным оборудованием комплексных исследований кристаллических сред с наноструктурами для оптоэлектроники и лазерной техники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 9 мес.
Бюджетные средства
17,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка метода получения крупногабаритных нелегированных и легированных до 1,5•1018см-3 монокристаллов антимонида индия для ИК фотоприемных устройств нового поколения.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1