Физики АлтГУ запатентовали уникальный способ получения источника высокоинтенсивного потока электронов

Физики Алтайского государственного университета запатентовали уникальный способ получения тонкой нанокристаллической интерметаллической пленки, являющейся источником высокоинтенсивного потока электронов.
Данной темой авторы изобретения – заведующий кафедрой общей и экспериментальной физики, заведующий лабораторией контроля качества материалов и конструкций Института цифровых технологий, электроники и физики, доктор физико-математических наук Владимир Александрович Плотников, директор ИЦТЭиФ Сергей Викторович Макаров, кандидат физико-математических наук Анна Николаевна Макрушина – занимаются уже на протяжении нескольких лет, получив около семи патентов на похожие способы получения интерметаллических пленок источников электронов и опубликовав более десятка статей по этой проблеме.
«Интерметаллическая пленка получается путем нанесения на подложку (в нашем случае она стеклянная) нескольких слоев меди и олова. После этого мы проводим химическую реакцию между слоями меди и олова, в результате которой по всей поверхности пленки синтезируется интерметаллическое соединение Cu6Sn5 (здесь Cu это медь, а Sn это олово). Характерно, что синтез локализуется в совокупности множества реакционных островков, в результате чего на поверхности подложки формируются локальные монокристальные области, или интерметаллические островки. Каждый островок, из которых состоит интерметаллическая пленка, - это своеобразное острие, торчащие из поверхности пленки, которое может быть источником электронов в электрическом поле. В связи с тем, что поверхность пленки представляет собой высокоразвитую островковую структуру, то в электрическом поле можно создать уже высокоинтенсивный поток электронов. Такие источники электронов могут использоваться в технологических установках по электронно-лучевой обработке металлов, сплавов, а также в качестве эмитеров электронов в электронных ускорителях. В частности, в Новосибирске сейчас разрабатывают электрон-позитронный коллайдер, где и может понадобиться мощный источник электронов», - поясняет Владимир Александрович Плотников.
Область практического применения разработок физиков АлтГУ – это все, что связано с модификацией структуры поверхности металлов и приданием ей определенных поверхностных свойств, таких как высокая прочность, высокая износостойкость, химическая стойкость к агрессивным средам. В лаборатории, где работают авторы данной разработки, проводятся исследования по созданию алмазоподобных пленок и покрытий, а также разрабатываются методы насыщения поверхностных металлических слоев детонационным наноалмазом.
«Возвращаясь к разработанному нами способу можно отметить, что интерметаллическая пленка – это высокоорганизованная структура. Она состоит из совокупности монокристаллов и что очень важно – она ориентирована в определенных кристаллографических направлениях, то есть мы, как разработчики, можем повлиять на ее свойства, задать необходимую нам кристаллографию конечного продукта. Разрабатывая такие структуры, можно выйти на холодную эмиссию электронов. Это поможет в создании мощных источников электронов», - подчеркивает В.А. Плотников.
Остается добавить, что разработанный учеными Института цифровых технологий, электроники и физики Алтайского госуниверситета способ получения тонкой нанокристаллической интерметаллической пленки на стеклянной подложке вошел в перечень изобретений, получивших правовую охрану и включенных в базу победителей номинации Роспатента «100 лучших изобретений России» за 2019 год и первое полугодие 2020 года.