В ТГУ создали полупроводниковые материалы с управляемыми свойствами
31 Августа 2016

Химики СФТИ ТГУ разработали состав и технологию производства нанодисперсных металлоксидных полупроводниковых материалов. В процессе синтеза им задают необходимые свойства, например способность поглощать или отражать ИК-излучение. Изобретение ученых может применяться в самых разных областях  для повышения КПД солнечных батарей, защиты космических аппаратов от перегрева, производства экранов смартфонов, планшетов и других гаджетов.

– Наши материалы представляют собой сложные оксидные системы на основе индия и олова, – говорит руководитель проекта ученый Инновационно-технологического центра (ИТЦ) СФТИ ТГУ Татьяна Малиновская. – В процессе синтеза в их состав вводятся элементы, повышающие концентрацию свободных носителей заряда, что позволяет задавать материалу желаемые свойства.

Например, можно варьировать уровень поглощения и отражения электромагнитного излучения в заданном диапазоне длин волн. Селективные покрытия, выполненные на основе нанодисперсных полупроводниковых материалов, могут использоваться в самолето- и судостроении, космической и гелиотехнике для поддержания нужного теплового режима объекта и защиты его приборов от перегрева.

Наряду с этим технология синтеза дисперсных полупроводниковых материалов, разработанная в ИТЦ СФТИ, дает возможность наладить в России промышленный выпуск мишеней для магнетронного распыления. Ведущие мировые производители электроники используют их при производстве тонкопленочных прозрачных проводящих покрытий для экранов телевизоров, планшетов, смартфонов и т.д. Сейчас РФ закупает мишени у Японии и Кореи по высокой цене. Стоимость российских аналогов может быть существенно ниже.

– Для достижения однородной структуры мишени зарубежные производители смешивают оксиды, на протяжении пяти часов измельчают их во влажной среде с последующей сушкой, гранулированием для выделения фракции мелких частиц с диаметром от 0,1 до нескольких мкм, – рассказывает Татьяна Малиновская. – Полученную смесь подвергают предварительной формовке и прессованию с последующим спеканием при температурах от 1 200 до 1 500 о С в течение 10 часов.

Ученые ТГУ используют для синтеза мелкодисперсной смеси оксидов золь-гель-метод и сразу получают наночастицы нужного размера. Это экономит время, силы и деньги, что снижает стоимость конечного продукта.

Отличительной чертой технологии полупроводниковых материалов, разработанной химиками ИТЦ СФТИ, является отсутствие токсичных побочных продуктов, поэтому в случае ее промышленного применения опасность выброса вредных веществ исключена. Опытная установка для синтеза, сконструированная учеными, позволяет уже сегодня в достаточном количестве производить нанодисперсные металлоксидные материалы с управляемыми характеристиками.

Добавим, что данный проект получил поддержку Минобрнауки, его реализация проходит в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научного-технологического комплекса России на 2014–2020 гг.» Итоги работы ученых будут подведены в конце 2016 года.