«Зрение» для бразильского синхротрона мирового уровня разработали в ТГУ

Ученые Томского государственного университета разработали уникальные спектральные сенсоры для источника синхротронного излучения «Сириус» в Бразилии, который считается одной из самых современных установок в мире. Сенсоры изготовлены на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (HR-GaAs: Cr). Эта технология превосходит аналоги и открывает новые возможности в материаловедении и медицине, сообщили в пресс-службе вуза.


Заказчиком выступила бразильская компания Hardware Innovation Technologies (HwIT).

«„Сириус“ — флагманский научный проект Бразилии, аналог российского СКИФа, который строится под Новосибирском, — рассказал руководитель проекта, директор Центра „Перспективные технологии в микроэлектронике“ ТГУ, профессор Олег Толбанов. — Задача была нетривиальной: создать сенсоры, которые станут „сердцем“ детектора, способного эффективно регистрировать жесткое рентгеновское излучение с энергией до 80 кэВ».

Современная наука стремится не просто получать изображения, а проводить спектральный анализ объектов. Это значит «видеть» объект в нескольких энергетических диапазонах одновременно, что позволяет с высокой точностью определять его элементный и фазовый состав. Классические кремниевые детекторы для этого не подходят — при энергиях выше 20 кэВ кремний становится практически «прозрачным» для рентгеновских лучей. Перед инженерами HwIT встала серьезная технологическая преграда, которую удалось преодолеть благодаря разработке ТГУ.

«Арсенид галлия, легированный хромом, обладает на порядок лучшей поглощающей способностью на высоких энергиях, чем кремний, — объяснил сотрудник центра ПТМ ТГУ Александр Винник. — Это связано с его более высокой плотностью и атомным номером. По сути, наш материал позволяет детектору „видеть“ там, где другие технологии „слепнут“. Он идеально подходит для создания спектральных детекторов нового поколения, работающих в широком энергетическом диапазоне».

Установка детекторов с томскими сенсорами на синхротроне «Сириус» откроет новые горизонты для бразильских и международных исследователей. Спектральные детекторы нового поколения позволят неинвазивно изучать внутреннюю структуру материалов, дефекты, фазовый состав и биологические ткани с высокой детализацией. Это важно для развития материаловедения, медицины, фармакологии и нанотехнологий.

В настоящее время партия сенсоров готова к отправке. Специалисты HwIT планируют инсталляцию и первые тесты на синхротроне «Сириус» в ближайшее время. Успешный запуск подтвердит высокое качество российской разработки и укрепит позиции ТГУ на глобальном рынке высокотехнологичного научного оборудования.

Ранее ученые Центра ПТМ ТГУ совместно с коллегами из ИЯФ СО РАН разработали и произвели первый детектор для российского источника синхротронного излучения СКИФ, который является самым современным на планете. Детектор, включающий сенсоры на основе арсенида галлия, компенсированного хромом, обладает повышенной устойчивостью к радиации. Он будет установлен на станции исследования быстропротекающих процессов, которая относится к первой очереди сдачи.

Наряду с этим на базе Центра ПТМ ТГУ созданы детекторы, которые были установлены на Большом адронном коллайдере и крупнейших исследовательских установках в Германии, Японии и других странах.