В России создали алмазные подложки для датчиков на базе сверхпроводников
Эта разработка способна образовать прочные связи с различными металлами.
Российские исследователи разработали подход, который позволяет производить высококачественные алмазные подложки, способные образовать прочные связи с различными металлами, в том числе со сверхпроводящими материалами.
У алмаза есть два ограничения, связанные с синтезом больших пластин и его металлизацией: когда ученые начинают металлизировать алмаз, то большинство контактов на нем не держится. Когда ученые работали над детекторами для ионизирующего излучения и наносили золото и другие материалы, адгезия контактов к алмазу была очень плохой. Исследователи “Сколтеха” задались вопросом, как можно улучшить сцепление контактов и алмаза.
Ученые решили эту проблему в рамках эксперимента, в ходе которого они изучали взаимодействия между поверхностью алмаза и атомами ниобия, переходного металла, который широко используется для разработки сверхпроводников и устройств на их основе. Исследователей интересовало то, могут ли реакции между атомами углерода и металла привести к образованию сверхпроводящей пленки на поверхности драгоценного камня.
Ученые попытались сделать сверхпроводник на поверхности алмаза и обнаружили, что если на нее наносить ниобий, а потом его отжигать и получать карбид ниобия, то при отжиге происходит химическая реакция с поверхностью и возникают следующие превращения: пленка ниобия после нагрева переходит в соединение Nb2C, и после дальнейшего нагрева больше 1200 градусов Цельсия она переходит в NbC.
Пленка из этого соединения углерода и ниобия, как показали эксперименты и теоретические расчеты физиков, является сверхпроводящим материалом, который проводит ток без потерь при температуре в 19,4 градуса Кельвина (минус 253 градуса Цельсия) и ниже. Полученная учеными прослойка из карбида ниобия при этом обладала высоким качеством изготовления, механической прочностью и высокой температурой плавления.
Подобные характеристики позволяют применять алмазные подложки с нанесенными на них сверхпроводящими пленками из карбида ниобия для разработки различных детекторов, а также оптических и электронных устройств. Чувствительность этих детекторов будет особенно высокой за счет способности алмаза необыкновенно быстро транспортировать тепло.
Источник: nauka.tass.ru
