В РФ повысили точность контроля чистоты синтетических алмазов в 100 раз

МОСКВА, 2 октября. /ТАСС/. Российские материаловеды разработали подход, позволяющий использовать эффект Холла, возникающий внутри синтетических алмазов при их попадании в сильное магнитное поле, для рекордно точной оценки количества присутствующих в них примесей. Такой подход повысит точность контроля чистоты этих драгоценных камней в 100 раз, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Мы показали, что измерение эффекта Холла может быть единственным методом выявления очень низких концентраций примесей бора в искусственном алмазе. Это важно потому, что даже очень низкая концентрация примесей, которая не может быть обнаружена оптическими методами, приводит к значительному росту проводимости алмаза, что делает его малопригодным для изготовления детекторов ионизирующего излучения", - пояснил научный сотрудник МФТИ Дмитрий Приходько, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Как отмечают исследователи, существующие методики производства синтетических алмазов пока не позволяют получать однообразные и очень чистые наноалмазы, имеющие одинаковые размеры и физические свойства. Драгоценные камни часто содержат в себе дефекты - вкрапления атомов азота и других элементов, которые влияют на цвет и прозрачность, а также оптические и электрические характеристики алмазов.

Российские материаловеды выяснили, что количество этих примесей в виде атомов бора и азота можно очень точным образом контролировать при помощи эффекта Холла. Он проявляется в том, что мощные магнитные поля меняют характер движения носителей электрического заряда через алмазы или другие проводники. Это можно выявить по тому, как меняется напряжение в проводнике, присоединенном к изучаемому образцу, при переменах в положении источника магнитного поля.

Проведенные исследователями замеры и расчеты показали, что характер действия эффекта Холла очень сильно меняется для алмазов, которые содержат в себе разные количества примесей. Это позволяет выявлять присутствие даже сверхмалых количеств бора и азота в синтетических драгоценных камнях, составляющее 70 и 20 частей на 1 трлн, что на два порядка ниже порога чувствительности уже существующих подходов контроля чистоты алмазов.

Первые проверки работы этой методики контроля качества на образцах синтетических алмазов показали, что даже самые чистые синтетические драгоценные камни содержали в себе достаточно много атомов бора. Как предполагают ученые, это указывает на наличие неучтенных источников бора, которые встраиваются в алмазы в процессе их синтеза. Их обнаружение и ликвидация позволит изготавливать более качественные сверхчистые алмазы для детекторов радиации и других научных приборов, подытожили ученые.