​Свойствами искусственно выращенных алмазов с примесью германия можно управлять с помощью магнитных полей и СВЧ-излучения - это означает их перспективность в качестве ячеек памяти в квантовом ко​​​мпьютере, выяснили ученые Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Германии и США. Заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса ИГМ СО РАН Юрий Пальянов рассказал ТАСС о роли синтетических алмазов в квантовой электронике и арктических исследованиях.

Квантовое будущее

Ученые из ИГМ СО РАН и Новосибирского госуниверситета в рамках проекта Российского научного фонда синтезировали искусственные алмазы с примесью германия, который образует в структуре кристаллов центры с интересными люминесцентными свойствами.

"Эксперименты показали перспективность этих структур для использования в качестве ячеек квантовой памяти - ключевого элемента для реализации широкомасштабных квантовых сетей", - рассказал Пальянов.

По его словам, источники, излучающие отдельные фотоны, способны в тысячу раз повысить эффективность устройств передачи информации и улучшить системы квантового шифрования.


Алмазы для исследования Арктики

Изучение синтезированных алмазов помогает разобраться в том, что происходило миллионы лет назад на огромных глубинах в мантии Земли в условиях экстремальных давлений и температур, в том числе на территории современной Арктики, где добывается основная масса алмазов. Особенность методики, созданной в лаборатории - кристаллы выращиваются в условиях, максимально приближенных к природным, но за более короткое время.

"Проводя сравнение синтезированных алмазов с природными, перекидывая своеобразный мостик, мы можем узнать, как образовались те или иные кристаллы в природе, какая у них история", - пояснил Пальянов.

Синтезируют алмазы в установках БАРС ("Беспрессовый аппарат разрезная сфера") - в институте создано уже седьмое их поколение. Каждый из аппаратов весит около трех тонн, способен создавать давление как на глубине 250 км и температуру до 2,5 тысячи градусов Цельсия. На выращивание кристалла алмаза уходит от десятка часов до нескольких суток.

Природа плюс синтез

В природе не существует двух одинаковых алмазов. "Такая индивидуальность делает их практически бесполезными, когда речь идет о применении в высокотехнологичных отраслях. Здесь намного более привлекательными выглядят искусственные алмазы с заданными свойствами", - отметил Пальянов.

Алмазные скальпели, всевозможные алмазные покрытия, полупроводниковые кристаллы и кристаллы для квантовых технологий - это синтез. Например, кристаллы, выращиваемые в институте, используются для изготовления скальпелей, применяющихся в микрохирургии глаза: эти инструменты не разрезают, а раздвигают ткани, благодаря чему швы быстро заживают.

Искусственные алмазы применяются для инфракрасной и рентгеновской оптики. С помощью алмазных наковален, изготовленных из полученных в лаборатории кристаллов, проводятся исследования при сверхвысоких давлениях, эквивалентных давлению на глубине порядка 1000 км.

Искусство создавать дефекты

Многие полезные свойства алмаза определяются наличием в его структуре дефектов, которые изменяют электрическую проводимость кристалла или его окраску и люминесцентные характеристики. "Как ни парадоксально звучит, алмаз с идеальной кристаллической решеткой представляет скорее чисто научный интерес. Область реального применения таких кристаллов весьма ограничена", - отметил Пальянов.

Он добавил, что в исследованиях ученые пытаются понять, каким образом те или иные ростовые условия и параметры влияют на структуру алмаза.

"Стараемся найти те ниточки, за которые нужно потянуть, чтобы получить кристаллы с заданными, определенными свойствами. Этих ниточек много - температура, давление, химический состав среды, различные добавки. Сейчас мы можем получать разные кристаллы, в том числе такие, каких нет в природе", - сказал собеседник агентства.

Последние результаты показали, что при определенных условиях в решетку алмаза можно "запереть" медь и кислород, чего раньше никому не удавалось сделать. В данный момент ученые исследуют свойства новых дефектов и возможности применения таких кристаллов. ​​​

Источники

Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
Новости обо всем (newsae.ru), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
События дня (inforu.news), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
ТАСС, 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
NewsRbk.ru, 03/10/2017
Синтез алмазов: будущее квантового компьютера и модель арктических недр
ТАСС # Единая лента (Закрытая лента), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
НИА Наука (sibscience.com), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на предстоящее квантового компьютера и модель арктических недр
1nnc.net, 03/10/2017
Искусственно выращенные алмазы можно использовать в квантовом компьютере, считают ученые
НИА Наука (sibscience.com), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
Margust (gazeta-margust.ru), 03/10/2017
Алмазы в квантовом компьютере: метод российских ученых приблизит будущее
VN (vigornews.ru), 03/10/2017
Алмазы в квантовом компьютере: метод российских ученых приблизит будущее
Политэксперт (politexpert.net), 03/10/2017
Искусственно выращенные алмазы можно использовать в квантовом компьютере, считают ученые - НИА
Fresh-News.org, 03/10/2017
Сибирские ученые синтезируют алмазы для применения в квантовом компьютере
Наука в Сибири (sbras.info), 03/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
Российский научный фонд (рнф.рф), 04/10/2017
Новосибирская область: Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
Молодежное информационное агентство (miamir.ru), 04/10/2017
КАК СИНТЕЗ АЛМАЗОВ ПОВЛИЯЕТ НА БУДУЩЕЕ КВАНТОВОГО КОМПЬЮТЕРА И МОДЕЛЬ АРКТИЧЕСКИХ НЕДР
ИА ИНВУР (invur.ru), 11/10/2017
Ученые ИГМ СО РАН совместно с зарубежными коллегами выяснили, что синтетические алмазы можно использовать в качестве ячеек памяти в квантовом компьютере
Научная Россия (scientificrussia.ru), 12/10/2017
Ученые ИГМ СО РАН совместно с зарубежными коллегами выяснили, что синтетические алмазы можно использовать в качестве ячеек памяти в квантовом компьютере
Arhano.ru, 12/10/2017
Как синтез алмазов повлияет на будущее квантового компьютера и модель арктических недр
Nanonewsnet.ru, 12/10/2017
Алмазы в системах с магнием растут с уникальной скоростью
Реактор (reactor.space), 18/10/2017

Похожие новости

  • 26/10/2016

    Николай Похиленко: Арктика как стратегический резерв

    Могли ли мы в эпоху телеграфа, «Книги – почтой» и целлулоидной пленки представить себе Интернет? Воображение способно нарисовать не всякую технологию будущего. Но сырье для них уже сегодня необходимо искать в арктическом поясе России, уверен директор Института геологии и минералогии СО РАН им.
    805
  • 25/10/2016

    Журнал «Геология и геофизика» выбрал новую статью месяца

    ​Журнал «Геология и геофизика» выбрал новую статью месяца. Ей стала работа «Геологическое строение, рельеф и неотектоника Чулышманского нагорья (Горный Алтай)». Материал опубликован в разделе «Тектоника и геодинамика».
    842
  • 30/10/2017

    Стратегию развития минерально-сырьевой базы РФ представят правительству до конца 2017 года

    ​Разработчики Стратегии развития минерально-сырьевой базы России до 2030 завершают последние согласования и рассчитывают представить ее правительству РФ до конца 2018 года. Об этом сообщил в пресс-центре ТАСС в Новосибирске научный руководитель Института геологии и минералогии СО РАН Николай Похиленко.
    96
  • 05/05/2017

    В новосибирском Академгородке появится экспериментальный вулкан

    ​10 мая Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера и Институт геологии и минералогии им. В.В. Соболева проведут совместный открытый эксперимент, который продемонстрирует процессы, проходящие внутри Земли во время вулканической активности.
    503
  • 22/09/2016

    Минерал-индикатор поможет находить алмазные месторождения

    Российские ученые установили, что высокое содержание хрома в рутиле (минерале-спутнике алмаза) позволяет рассматривать рутил как новый высокоэффективный минерал при поиске алмазных месторождений. Исследования поддержаны Российским научным фондом.
    1261
  • 14/03/2016

    Карьера начинается с Арктики

    ​Магистрант геолого-геофизического факультета НГУ Андрей Картозия уверен, что прошедший Молодежный форум «Арктика. Сделано в России» станет трамплином для его профессиональной карьеры. Андрей работает инженером в лаборатории геоинформационных технологий и дистанционного зондирования Института геологии и минералогии В.
    1684
  • 13/11/2017

    Новосибирские ученые будут участвовать в работе по утилизации отходов БЦБК

    ​Им вместе со специалистами Росгеологии предстоит решить, что делать со шлам-лигнином, которого за полвека работы комбината скопилось порядка 6,5 млн тонн. Это специфический осадок, образующийся при очистке сточных вод БЦБК.
    87
  • 15/12/2017

    Сможет ли Россия воспользоваться ситуацией на мировом рынке алмазов?

    Глобальный спрос на алмазное сырье будет расти до 4% в год, а предложение - максимумна 1%. Эксперты спорят, сможет ли Россия воспользоваться ситуацией или ее доля на мировом рынке алмазов упадет в связи с катастрофой на кимберлитовой трубке "Мир" в Якутии и остановкой добычи на других месторождениях.
    29
  • 12/07/2017

    Сибирские ученые начали поиск новых месторождений алмазов в Архангельской области

    ​Ученые Института геологии и минералогии (ИГМ) Сибирского отделения (СО РАН) при поддержке Российского научного фонда (РНФ) начали масштабное исследование минералов для поиска новых алмазных месторождений в Архангельской области.
    420
  • 29/11/2016

    СО РАН: курс на четверть века

    ​Холдинг "Росгеология" обратился в институты Сибирского и Дальневосточного отделений РАН за содействием в создании Стратегии развития минерально-сырьевой базы РФ до 2030 года. Как рассказал директор Института геологии и минералогии им.
    726