Коллектив исследователей из Передовой инженерной школы СВЧ-электроники РТУ МИРЭА под руководством Андрея Алтухова успешно разработал и запатентовал новейший алмазный датчик ультрафиолетового излучения. Устройство получило усовершенствованные технические параметры: чувствительность детектора увеличена, а скорость отклика составляет фантастическую 1 наносекунду — это значительно превосходит существующие аналоги и открывает совершенно новые перспективы для применения в медицине, экологии, безопасности и космических технологиях.
Инновационная технология очистки алмаза
Ключевое преимущество изобретения — использование исключительно чистого алмазного слоя толщиной всего 1–3 микрона. Чтобы добиться такой чистоты материала, применяется специальная высокотемпературная обработка в атмосфере водорода и с добавлением металлов, таких как железо, никель либо платина. Эта технологическая процедура позволяет устранить дефекты и примеси, которые могли появиться при изготовлении и обработке алмазных пластин. Благодаря этому новаторскому подходу удалось устранить один из главных недостатков предыдущих поколений УФ-датчиков: нестабильность сигнала и высокую инерционность.
Очищенный алмаз становится идеальной средой для фиксации малейших изменений электрического заряда в специальных “ловушках” или потенциальных ямах, находящихся под металлическими контактами на поверхности. Когда на такой датчик попадает ультрафиолет, он мгновенно реагирует даже на слабые сверхкороткие всплески излучения, преобразуя их в чёткий электрический сигнал. Подобная высокая чувствительность и скорость фиксации позволяют использовать алмазные детекторы в самых ответственных областях.
Широчайший спектр применения инновации
Разработанный Андреем Алтуховым и его командой датчик уже готов к внедрению в самые разные сферы жизни. В медицине такая технология критически необходима для устройств, предназначенных для ПЦР-анализов, современных УФ-стерилизаторов, оборудования для быстрого выявления возбудителей инфекций и вирусов. В экологии алмазные УФ-детекторы могут использоваться для мониторинга состояния озонового слоя, своевременного обнаружения выбросов и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Кроме того, система эффективна в задачах обеспечения безопасности, например, на стратегических объектах — атомных электростанциях или производствах с повышенным уровнем риска. Исключительная селективность датчиков позволяет отсекать природное УФ-излучение, проходящее через атмосферу благодаря озоновому слою, что минимизирует ложные срабатывания и делает инструмент максимально надёжным для раннего выявления техногенных и природных угроз.
Вклад Андрея Алтухова и команды РТУ МИРЭА
Завкафедрой лаборатории “Алмазная СВЧ-электроника” РТУ МИРЭА Андрей Алтухов отмечает, что стандартные методы обработки алмаза не обеспечивают необходимого качества удаления дефектного слоя, образующегося при механической обработке материала. Новый научный подход позволил радикально улучшить свойства пластин и вывести устройства на совершенно иной уровень эффективности:
«При работе с материалами для ультрафиолетовых датчиков — алмазными пластинами — мы сталкивались с образованием зоны с избыточными дефектами, которые напрямую отражались на стабильности и качестве работы изделий. Классические технологии не справлялись с задачей, а нам удалось реализовать принципиально новый способ очистки, что открыло путь к созданию сверхбыстрых и чувствительных датчиков», — подчеркнул Андрей Алтухов.
Перспективы развития и внедрения уникальной разработки
В ближайшем будущем рассматривается возможность масштабирования производства новых алмазных датчиков как для нужд медицины, экологического мониторинга и обеспечения безопасности промышленных предприятий, так и для использования в составе спутников, предназначенных для отслеживания солнечной активности и контроля ионосферных явлений. Команда РТУ МИРЭА уже ведёт переговоры с ведущими организациями о практическом внедрении своей уникальной разработки в реальные проекты.
Новая алмазная технология Андрея Алтухова открывает спектр выгодных решений — от прорывных достижений в биомедицинской диагностике до повышения точности контроля экологической чистоты нашей планеты и безопасности ключевых объектов страны. Эти перспективные инновации создают прочную основу для уверенного и стремительного движения вперёд на стыке науки, техники и заботы о людях.
Информация и фото: пресс-служба РТУ МИРЭА
Источник: scientificrussia.ru
