Росатом освоил ультрачистый германий: один атом примеси на 10 миллионов

Семидевятка чистоты

Учёные института «Гиредмет», входящего в химико-технологический кластер «Росатома», разработали технологию производства особо чистого германия (HPGe) для полупроводниковых детекторов гамма- и рентгеновского излучения. Специалисты самостоятельно спроектировали и изготовили экспериментальную установку, на которой отработали выращивание монокристаллов чистотой не менее 7N — это 99,99999%.

Такая чистота означает, что на примерно 10 миллионов атомов германия приходится не более одного атома примеси. Именно эта степень очистки определяет, насколько точно детектор регистрирует энергию излучения: чем чище кристалл, тем выше разрешение прибора и меньше шумов в спектре.

Где применяется

HPGe-германий используется в высокоточных полупроводниковых детекторах гамма- и рентгеновского излучения. Такие приборы востребованы в ядерной физике, медицине, дозиметрии и системах радиационного контроля, а также при мониторинге ядерных материалов и таможенном досмотре. Без них невозможно представить современную радиационную безопасность.

Помимо детекторной техники, монокристаллы германия нужны и в инфракрасной оптике: из них изготавливают линзы, защитные окна и оптические фильтры для приборов, работающих в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне. То есть технология закрывает сразу два критичных направления.

Почему это важно

До сих пор Россия зависела от импорта особо чистого германия — это стратегический материал, который используется и в оборонной сфере, и в атомной энергетике. Собственная технология полного цикла снимает эту зависимость: от выращивания кристалла до готового детектора и спектрометра.

Первые экспериментальные образцы уже получены, испытания подтвердили работоспособность методов глубокой очистки. Следующий этап — переход от лабораторных образцов к опытному производству HPGe-кристаллов для российских производителей спектрометров.

Вывод

Освоение ультрачистого германия — тихий, но важный шаг в технологическом суверенитете. Он не так заметен, как запуск нового смартфона, но без таких материалов невозможны ни современная наука, ни радиационная безопасность страны.