БФУ изучает, как дефекты алмаза влияют на потери рентгеновского излучения

Исследование показало, что дефекты кристалла алмаза заметно меняют дифракционные потери в рентгеновской оптике. Работа пока на первом этапе, практического образца нет.

Исследователи Балтийского федерального университета имени И. Канта вместе с коллегами из Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН и ООО «ВЕЛМАН» изучили, как дефекты кристаллической структуры алмаза влияют на прохождение рентгеновского излучения. Работа стала первым этапом поиска способа использовать дефекты, чтобы управлять дифракционными потерями. Такие потери ограничивают эффективность рентгеновской оптики.

Для синхротронов и лазеров на свободных электронах нужны оптические элементы, которые направляют и фокусируют пучки с высокой точностью. Алмаз для них перспективен: он слабо поглощает рентгеновское излучение, хорошо проводит тепло и выдерживает высокие тепловые и радиационные нагрузки. При прохождении пучка через монокристалл алмаза возникает брэгговская дифракция, которая вызывает локальные провалы интенсивности, так называемые рентгеновские «глитчи». Их нужно учитывать при разработке таких элементов.

Учёные изучили четыре пластины монокристаллического алмаза, выращенного методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). На лабораторном рентгенооптическом комплексе «SyncrhotronLike» они получили изображения внутренней структуры кристаллов и измерили потери интенсивности при разных углах падения. Ширина глитчей в образцах в 2–5 раз превышала расчётные значения для идеального кристалла. Максимальное локальное снижение интенсивности в полихроматическом пучке составило 4.8%. Пластины оказались однородными на просвет, что важно для создания рентгеновских окон и линз.

Следующий этап — выяснить, как плотность и распределение дефектов влияют на локальные потери, и можно ли уменьшить их максимум без роста суммарных потерь и ухудшения оптических свойств алмаза. Об этом рассказал научный сотрудник МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок Мегасайенс» БФУ им. И. Канта Александр Баранников. Исследование опубликовано в журнале Diamond & Related Materials.

Поиск