Детекторные технологии будут оттачивать на СКИФе

Ученые радиофизического факультета Томского государственного университета разрабатывают ключевые элементы цифровых детекторов для решения широкого круга материаловедческих задач. В первую очередь, это исследование новых материалов с использованием источников синхротронного излучения. Исследования будут проводиться на базе ИЯФ СО РАН в Новосибирске и ЦКП СКИФ в Кольцово.

– Скорость создания новых материалов и их многообразие во многом определяют динамику технологического развития государства. Поэтому можно сказать, что сейчас все развитые страны участвуют в своеобразной гонке, определяющей технологический прогресс, – говорит заведующий молодежной лабораторией «Микроэлектроника мультиспектральной квантовой интроскопии», учёный РФФ ТГУ и ИФПМ СО РАН Павел Космачёв. – Создание новых конструкционных материалов всегда сопряжено с исследованием их структуры. Современным наукоемким инструментом для этого является изучение с помощью источника синхротронного излучения. В рамках нового проекта мы работаем над созданием сенсоров и детекторных сборок для таких установок.

Задача, которую поставили перед учеными ТГУ в Минобрнауки РФ, заключается в разработке фундаментальных основ создания цифровых детекторов мультиспектральной квантовой радиографии на основе монокристаллов Si, SiC, CdTe, CdZnTe, GaAs, Ga2O3, Al2O3. Наряду с фундаментальным блоком проект предполагает практическую часть, в том числе разработку и производство лабораторных образцов ключевых элементов детекторов и тестирование их на базе Института ядерной физики СО РАН (Новосибирск) и ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). Активное строительство СКИФ ведется в наукограде Кольцово. В декабре 2024 года состоялся запуск линейного ускорителя.

Особое внимание уделяется приложению разрабатываемых сенсоров для контроля структуры и выявления дефектов волоконно-армированных полимерных композитов. Этот тип материалов получает всё большее распространение в высокотехнологичных отраслях промышленности, в частности, в машиностроении, атомной промышленности и других.

– В рамках госзадания будут разработаны не только импортозамещающие, но и принципиально новые отечественные технологии детекторов мультиспектральной квантовой радиографии для создания следующего поколения систем научного, медицинского и промышленного приборостроения, – добавляет Павел Космачёв.

Как отмечается в информации пресс-службы ТГУ, в России сейчас строятся и проектируются несколько источников синхротронного излучения – это СКИФ (Кольцово), РИФ (остров Русский), СИЛА (Протвино). Наряду с этим Курчатовский институт планирует модернизировать свою уже имеющуюся установку. Новые детекторные технологии, разрабатываемые на базе ТГУ, в первую очередь ориентированы на исследовательские задачи СКИФа. Вместе с тем, они могут быть востребованы и на исследовательских станциях других синхротронов.

Первый значимый шаг в решении поставленной задачи ученые ТГУ уже сделали. Ранее в рамках исследований, поддержанных нацпроектом «Наука и университеты», радиофизики разработали рентгеновские детекторы, способные видеть даже самые мелкие дефекты, недоступные для диагностики другими способами. Основой этих детекторов служат многоэлементные сенсоры из арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr). Также были разработаны алгоритмы для построения цифровых изображений, а на базе центра «Перспективные технологии в микроэлектронике» ТГУ собраны лабораторные образцы детекторов. Центр «ПТМ» послужит базой для выпуска сенсоров и сборки на их основе лабораторных образцов новых детекторов, разрабатываемых при поддержке Минобрнауки РФ.