Создан искусственный алмаз, способный светиться в рентгеновских лучах

Учёные из Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН разработали методику получения композитного материала на основе алмаза и люминесцентных наночастиц, способного светиться под рентгеновским облучением. О своём изобретении они рассказали в журнале Carbon.

Фото: Adelphi Lab Center by Douglas G. LaFon is licensed under CC-by-2.0

Рентгеновские лучи используются во многих областях науки для непроникающего изучения различных материалов. Для их наблюдения нужны экраны-визуализаторы с люминофором, способным люменисцировать — переизлучать рентген в видимом диапазоне.

В науке и технике используется в сотни тысяч раз более мощный рентген, чем в медицине. Сделать для него детекторы сложно — многие материалы разрушаются под воздействием интенсивной радиации.

Алмаз довольно устойчив к рентгеновским лучам. А чтобы он светился под ними, нужно ввести в него частицы люминофора.

Возникает технологическая проблема. Искусственные алмазы выращиваются в экстремальных условиях — в водород-метановой плазме при температурах 750-900 °C. Таких испытаний не может пережить ни один люминофор.

Учёные нашли решение — СВЧ-печь. Регулируя в ней нагрев, сначала создают алмазную основу, наносят на него наночастицы люминофора и покрывают их алмазным же нанослоем, защищающим от агрессивной среды.

Уже сделан алмазный композит с включёнными в него люминофорами на основе фторидов и оксидов.

Но вообще методика универсальна и подходит не только для изготовления рентгеновских экранов. "Наш подход позволяет значительно расширить ассортимент веществ, которые возможно встроить в алмаз", — пояснил ведущий научный сотрудник лаборатории технологии наноматериалов для фотоники ИОФ РАН кандидат химических наук Сергей Кузнецов.