Уникальный метод синтеза керамики для диодов и лазеров разработан в России

Уникальный метод синтеза керамики для диодов и лазеров разработан в России

Ученые Томского политехнического университета разработали новый метод производства люминофорной керамики, необходимой для изготовления диодов, лазеров и других фотонных приборов. Эта уникальная импортозамещающая технология отличается высокой производительностью и возможностью точного управления свойствами материала. Результаты исследования были опубликованы в журнале Materials.

Люминофоры – вещества, способные преобразовывать поглощенную энергию в световое излучение. Они широко используются в фотонике для создания люминесцентных ламп, светодиодов, индикаторов и других приборов.

Существующие методы синтеза люминофорной керамики часто приводят к появлению дефектов в структуре материала. Это связано с ограниченной возможностью контроля над процессами твердофазных реакций и использованием вспомогательных веществ, оставляющих остатки в керамике и ухудшающих ее качество.

Ученые Томского политеха предложили уникальный метод синтеза люминофорной керамики, который отличается от существующих аналогов возможностью точного управления свойствами продукта и высокой скоростью производства.

Особенность этого метода заключается в использовании высокоэнергетического электронного пучка для спекания порошков исходных оксидов. Ученые отмечают, что новая технология в первую очередь направлена на создание импортозамещающего производства люминофоров для светодиодов, но в дальнейшем она может быть применена для создания разнообразных материалов, необходимых в современной фотонике.

В рамках этой технологии ученые разработали метод промышленного получения иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами церия, который является ключевым материалом для производства диодов с белым светом.

Уникальность предложенного метода заключается в его высокой скорости: за одну секунду синтезируется до 10-20 граммов вещества. Смесь порошков подвергается воздействию мощного потока электронов, что приводит к радиолизу, то есть распаду оксидов и последующему соединению их в новый материал.

В процессе исследования ученые анализировали влияние параметров электронного пучка и состава компонентов на конечный продукт. Эти данные будут использованы для разработки новых методов производства керамики, необходимой для создания фотосенсоров, лазеров, фотовольтаических устройств и других приборов.

Исследование проводится при поддержке гранта Российского научного фонда, а ученые намерены продолжить разработку универсальных технологий радиационного синтеза материалов на основе тугоплавких соединений.

Томский политехнический университет является участником государственной программы поддержки вузов “Приоритет-2030”.

Источник: РИА Новости

Science XXI