Изобретения

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов, работающих в широкой спектральной области от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона длин волн. Предложен тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации, состоящий из корпуса, внутри которого размещены центральный и отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули, графитового контейнера 9 с набором тепловых экранов и рамой, установленного с возможностью горизонтального перемещения внутри теплоизоляционных модулей, верхнего нагревателя Г-образной формы 2 и нижнего нагревателя перевернутой П-образной формы 3, расположенных внутри центрального теплоизоляционного модуля, смотрового окна 8, при этом центральный теплоизоляционный модуль выполнен сборно-разборным и состоит из внешнего графитового теплоизоляционного кожуха 4, внутри которого расположены диафрагмы 7, верхняя 5 и нижняя 6 секции внутренних графитовых тепловых экранов, а отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули выполнены в виде внутреннего графитового кожуха, окруженного внешними сборно-разборными графитовыми теплоизолирующими кассетами, каждая из которых состоит из сложенных друг над другом тепловых экранов, между которыми проложены проставки. Технический результат заключается в повышении технологичности конструкции теплового узла, позволяющего варьировать величиной температурного градиента в зоне активного роста кристалла, приводящей к получению оптически однородного кристалла. 1. Тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации, состоящий из корпуса, внутри которого размещены центральный и отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули, графитового контейнера с набором тепловых экранов и рамой, установленного с возможностью горизонтального перемещения внутри теплоизоляционных модулей, верхнего нагревателя Г-образной формы и нижнего нагревателя перевернутой П-образной формы, расположенных внутри центрального теплоизоляционного модуля, смотрового окна, отличающийся тем, что центральный теплоизоляционный модуль выполнен сборно-разборным и состоит из внешнего графитового теплоизоляционного кожуха, внутри которого расположены диафрагмы, верхняя и нижняя секции внутренних графитовых тепловых экранов, а отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули выполнены в виде внутреннего графитового кожуха, окруженного внешними сборно-разборными графитовыми теплоизолирующими кассетами, каждая из которых состоит из сложенных друг над другом тепловых экранов, между которыми проложены проставки. 2. Тепловой узел по п. 1, отличающийся тем, что количество отдельных углеграфитовых теплоизоляционных модулей составляет 4 шт. 3. Тепловой узел по п. 1, отличающийся тем, что внешние сборно-разборные графитовые теплоизолирующие кассеты каждого отдельного углеграфитового теплоизоляционного модуля включают тепловые экраны в количестве от 2 до 5 штук и толщиной от 8 до 20 мм из графита марки МПГ-6, или МПГ-7, или МПГ-8, или GS-1900 и проставки из графита марки SIGRABOND Standard или УККМ-2, образующие зазоры между тепловыми экранами от 2 до 5 мм. 4. Тепловой узел по п. 1, отличающийся тем, что диафрагмы выполнены из графита марки GS-1900 или SIGRABOND Standard, а тепловые экраны верхней и нижней секций внутренних графитовых тепловых экранов центрального теплоизоляционного модуля выполнены из графита марок: МПГ-6 или МПГ-7, МПГ-8 или из твердых войлоков марок: Sigratherm, или SGL, или ТУВ. 5. Тепловой узел по п. 4, отличающийся тем, что количество диафрагм и тепловых экранов в верхней и нижней секциях внутренних графитовых тепловых экранов центрального теплоизоляционного модуля составляет 1-4 шт.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Группа изобретений относится к материалам, используемым в сцинтилляционной технике. Сущность группы изобретений заключается в том, что сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения представляет собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Li(Y1-x Lux)F4 при х=0,01-0,8, образующийся в бинарной системе LiYF4 - LiLuF4. Также сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения представляет собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Ba(Y1-x Ybx)2F8 при х=0,01-0,9, образующийся в бинарной системе BaY2F8 - BaYb2F8. Технический результат – получение сцинтилляционных материалов, в том числе крупногабаритных, с возможностью направленного управления чувствительностью данных материалов к ионизирующим излучениям с максимальной чувствительностью к излучению ?-квантов. 1. Сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения, представляющий собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Li(Y1-xLux)F4 при х=0,01-0,8, образующийся в бинарной системе LiYF4-LiLuF4. 2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что для регистрации нейтронного излучения х=0,01. 3. Материал по п. 1, отличающийся тем, что для регистрации рентгеновского и ?-излучения х=0,5-0,7. 4. Материал по пп. 1-3, отличающийся тем, что он активирован ионами Се3+ или Pr3+ в количестве 0,5-1,5 мол.%. 5. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он получен методом горизонтальной направленной кристаллизации. 6. Материал по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в виде монокристалла в виде пластин с размерами не менее 50?80?20 мм. 7. Сцинтилляционный материал для регистрации ионизирующего излучения, представляющий собой кристаллический твердый раствор с общей эмпирической формулой Ba(Y1-xYbx)2F8 при х=0,01-0,9, образующийся в бинарной системе BaY2F8-BaYb2F8. 8. Материал по п. 7, отличающийся тем, что для регистрации рентгеновского и ?-излучения х=0,5-0,7. 9. Материал по пп. 7-8, отличающийся тем, что он активирован ионами Се3+ или Pr3+ в количестве 0,5-1,5 мол.%. 10. Материал по п. 7, отличающийся тем, что он получен методом горизонтальной направленной кристаллизации. 11. Материал по п. 7, отличающийся тем, что он выполнен в виде монокристалла в виде пластин с размерами не менее 50?80?20 мм.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционных неорганических материалов для измерения ионизирующего изучения на основе поликристаллов и композитов, активированных ионами европия, а именно к материалам для регистрации нейтронов. Техническим результатом данного изобретения является создание композитного материала, включающего сцинтиллятор с уменьшенным эффективным зарядом вещества и с уменьшенной чувствительностью к фоновому гамма-излучению. Заявленный технический результат достигается за счет сцинтилляционного композита для регистрации тепловых нейтронов, включающего сцинтиллятор и связующее, при этом в качестве сцинтиллятора используется поликристаллический силикат Li2CaSiO4, активированный ионами двухвалентного европия, а в качестве связующего – полисиликат лития. Активация поликристаллов Li2CaSiO4 ионами двухвалентного европия приводит к высокому выхода сцинтилляций при регистрации заряженных частиц, обусловленных взаимодействием нейтронов с ядрами изотопа 6-Li. Исходный композит из связующего и поликристаллов включает в состав природный литий или литий, обогащенный изотопом 6-Li для увеличения чувствительности к тепловым нейтронам. 1 з.п. ф-лы., 6 ил., 2 табл. 1. Сцинтилляционный композит для регистрации тепловых нейтронов, включающий сцинтиллятор и связующее в объемных соотношениях от 1 к 99 до 99 к 1, отличающийся тем, что в качестве сцинтиллятора используют поликристаллический силикат 6Li2CaSiO4, активированный ионами двухвалентного Eu, в качестве связующего - полисиликат лития.2. Сцинтилляционный композит по п. 1, отличающийся тем, что природная смесь атомов лития заменена полностью или частично обогащенным изотопом 6-Li.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к твердотельной электронике. Изобретение заключается в том, что на изоляторе формируют поверхностный слой полупроводника. В изоляторе на расстоянии от поверхностного слоя полупроводника, меньшем длины диффузии носителей заряда, возникающих при облучении внешним ионизирующим излучением, формируют путем имплантации ионов легкого газа и последующего высокотемпературного отжига дефектный термостабильный слой с высокой рекомбинационной способностью указанных носителей заряда и создают в этом дефектном слое термостабильные микропоры. В качестве подложки может использоваться изолятор, в качестве изолятора - сапфир, в качестве полупроводника - кремний, а в качестве легкого газа - гелий. Изобретение обеспечивает повышение радиационной стойкости, улучшение электрических свойств этих структур и упрощение способа их изготовления. 1. Структура полупроводник-на-изоляторе, содержащая изолятор, расположенный на нем поверхностный слой полупроводника и сформированный в изоляторе вблизи от поверхностного слоя полупроводника дефектный термостабильный слой с высокой рекомбинационной способностью носителей заряда, возникающих при облучении внешним ионизирующим излучением, отличающаяся тем, что указанный дефектный слой сформирован имплантацией ионов легкого газа в изолятор и последующим высокотемпературным отжигом, содержит термостабильные микропоры и расположен на расстоянии от поверхностного слоя полупроводника, меньшем длины диффузии носителей заряда, возникающих при указанном облучении. 2. Структура по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве подложки использован изолятор. 3. Структура по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве изолятора использован сапфир, а в качестве полупроводника использован кремний. 4. Способ изготовления структуры полупроводник-на-изоляторе, при котором в изоляторе вблизи от поверхностного слоя полупроводника формируют путем имплантации и высокотемпературного отжига дефектный термостабильный слой с высокой рекомбинационной способностью носителей заряда, возникающих при облучении внешним ионизирующим излучением, отличающийся тем, что перед созданием этого дефектного слоя формируют поверхностный слой полупроводника, а затем имплантируют ионы легкого газа в изолятор со стороны поверхностного слоя полупроводника и в результате последующего высокотемпературного отжига формируют содержащий микропоры дефектный термостабильный слой на расстоянии от поверхностного слоя полупроводника, меньшем длины диффузии носителей заряда, возникающих при указанном облучении. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при имплантации в качестве ионов легкого газа используют ионы гелия. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве полупроводника используют кремний, а в качестве изолятора используют сапфир.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способам эксплуатации ядерных реакторов, предназначенных для наработки делящихся химических элементов. Способ эксплуатации ядерного реактора в топливном цикле с расширенным воспроизводством делящихся изотопов включает первоначальную загрузку активной зоны топливными сборками, содержащими делящийся материал и сырьевые изотопы, формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения, при которых сырьевые изотопы переходят в способные к ядерному делению изотопы, управление работой реактора на мощности путем удержания его в критическом состояния, обеспечивая баланс между вырабатывающимися нейтронами и поглощением нейтронов. При снижении мощности реактора формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем уменьшения энерговыделения в центральной части активной зоны с увеличением нейтронного потока на периферии активной зоны. Активная зона окружена отражателем или бланкетом, содержащим изотопы урана, и/или плутония, и/или тория. 1. Способ эксплуатации ядерного реактора в топливном цикле с расширенным воспроизводством делящихся изотопов, включающий первоначальную загрузку активной зоны топливными сборками, содержащими материал, способный к ядерному делению, а также сырьевые изотопы, обеспечение теплоносителем активной зоны реактора, формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения, при которых сырьевые изотопы переходят в способные к ядерному делению изотопы, управление работой реактора на мощности путем удержания его в критическом состояния, обеспечивая баланс между вырабатывающимися нейтронами и поглощением нейтронов, отличающийся тем, что при снижении мощности реактора формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем уменьшения энерговыделения в центральной части активной зоны с увеличением нейтронного потока на периферии активной зоны. 2. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что активная зона окружена отражателем или бланкетом, содержащим изотопы урана, и/или плутония, и/или тория. 3. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют жидкометаллический теплоноситель с возможностью естественной циркуляции. 4. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что в активной зоне используют топливные сборки, содержащие микротопливные частицы, имеющие керамическое покрытие. 5. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют с помощью поглощающих нейтроны материалов. 6. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют путем изменения температуры топлива. 7. Способ эксплуатации ядерного реактора по п. 1, отличающийся тем, что формирование интенсивности нейтронного потока и его энергетического распределения осуществляют за счет изменения пустотного коэффициента реактивности.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к получению тонких пленок ферромагнитного полупроводника монооксида европия (EuO) на кремниевой подложке с получением эпитаксиальной гетероструктуры EuO/Si, при этом упомянутые тонкие пленки могут быть использованы в устройствах спинтроники. Поверхность подложки Si(001) предварительно очищают или очищают и формируют на ней поверхностную фазу Eu 2х3. После чего проводят осаждение европия при температуре подложки Ts=20-150 оС при давлении потока атомов европия (ФEu) PEu=(0,1-100)?10-8 Торр в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм. В частном случае осуществления изобретения после формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм осуществляют последующее осаждение европия в потоке кислорода с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?6 при повышенной температуре подложки Ts=400-490°С до достижения необходимой толщины пленки EuO и/или отжиг сформированной пленки EuO до температуры подложки Ts?520°С. Обеспечивается формирование эпитаксиальных пленок ферромагнитного полупроводника EuO на подложках Si(001) с атомно-резким интерфейсом без буферного слоя с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии 1. Способ формирования тонкой пленки монооксида европия на кремниевой подложке с получением эпитаксиальной гетероструктуры EuO/Si, включающий осаждение на кремниевую подложку европия в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, отличающийся тем, что поверхность подложки Si(001) предварительно очищают или очищают и формируют на ней поверхностную фазу Eu 2?3, после чего проводят осаждение европия при температуре подложки Ts=20?150°С при давлении потока атомов европия (ФEu) РEu=(0,1?100)?10-8 Торр в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?2,2 до формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм осуществляют последующее осаждение европия в потоке кислорода с относительной величиной 2?ФEu/ФO2?6 при повышенной температуре подложки Ts=400?490°С до достижения необходимой толщины пленки EuO и/или отжиг сформированной пленки EuO до температуры подложки Ts?520°C.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники, а именно к технологии изготовления синаптического мемристора на основе нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид, который обладает адаптивными (нейроморфными) свойствами. Техническим результатом является создание мемристивных структур Cr/Cu/Cr/(Co40Fe40B20)x(LiNbO3-y)100-x/Cr/Cu/Cr с использованием нестехиометрических оксидов, способных моделировать свойства биологических синапсов и одновременно обладающих повышенной устойчивостью к циклическим резистивным переключениям. Для его достижения предложен способ формирования синаптического мемристора на основе нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид, заключающийся в последовательном осаждении слоев на подложку, при этом, методом ионно-лучевого распыления последовательно осаждают на ситалловые подложки слой Cr/Cu/Cr, являющийся нижним электродом, слой нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид и слой Cr/Cu/Cr, являющийся верхним электродом. В нанокомпозите металл-нестехиометрический оксид в качестве оксида используют сегнетоэлектрик LiNbO3, а в качестве металла - аморфный сплав Co40Fe40B20. Осаждение нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид проводят с недостатком кислорода толщиной 2,5-3,5 мкм и с содержанием металла на 2-4 ат.% ниже порога перколяции хр ? 15 ат.% на подложки, имеющие комнатную температуру. 1. Способ формирования синаптического мемристора на основе нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид, заключающийся в последовательном осаждении слоев на подложку, отличающийся тем, что методом ионно-лучевого распыления последовательно осаждают на ситалловые подложки слой Cr/Cu/Cr, являющийся нижним электродом, слой нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид и слой Cr/Cu/Cr, являющийся верхним электродом. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нанокомпозите металл-нестехиометрический оксид в качестве оксида используют сегнетоэлектрик LiNbO3, а в качестве металла - аморфный сплав Co40Fe40B20. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждение нанокомпозита металл-нестехиометрический оксид толщиной 2,5-3,5 мкм и с содержанием металла на 2-4 ат.% ниже порога перколяции хр=15 ат.% проводят с недостатком кислорода. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что у поверхности нижнего электрода формируют высокоомную прослойку толщиной ?0,05-0,1 мкм путем добавления на начальном этапе осаждения слоя нанокомпозита избыточного кислорода с парциальным давлением PO2=(1-3) 10-5 Торр в течение 5-10 мин, после чего проводят осаждение слоев с недостатком кислорода. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждают слои на подложки, имеющие комнатную температуру.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Использование: для создания функциональных переключаемых электронных устройств. Сущность изобретения заключается в том, что способ формирования сверхпроводящих функциональных элементов электронных устройств, имеющих области с различными значениями плотности критического тока, включает использование корпускулярного излучения, при этом создают элементы требуемых геометрических форм и размеров, облучают только выбранные участки функциональных элементов, а в качестве корпускулярного излучения используют низкоэнергетический поток ионов или атомов, энергия и доза которого достаточны для образования дефектов кристаллической структуры и/или изменения стехиометрии материала сверхпроводника. Технический результат - формирование наноразмерных функциональных элементов электронных устройств со стабильными параметрами критического тока в требуемых областях. 1. Способ формирования сверхпроводящих функциональных элементов электронных устройств, имеющих области с различными значениями плотности критического тока, включающий использование корпускулярного излучения, отличающийся тем, что создают элементы требуемых геометрических форм и размеров, облучают только выбранные участки функциональных элементов, а в качестве корпускулярного излучения используют низкоэнергетический поток ионов или атомов, энергия и доза которого достаточны для образования дефектов кристаллической структуры и/или изменения стехиометрии материала сверхпроводника. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что параметры ионного облучения, при которых достигаются требуемые изменения критических токов при сохранении сверхпроводящих свойств материала, выбирают экспериментально путем построения их зависимости от параметров облучения. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве корпускулярного излучения используют низкоэнергетический поток ионов или атомов кислорода, ионов или атомов водорода или протонов и ионов ОН+.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к технологии создания сложных проводящих структур и может быть использовано в нанотехнологии, микроэлектронике для создания сверхминиатюрных приборов, интегральных схем и запоминающих устройств. Изобретение направлено на обеспечение формирование монокристаллических нанопроводников заданной геометрии в матрице собственного оксида. Способ формирования монокристаллических нанопроводников в матрице из собственного оксида включает нанесение на поверхность монокристаллической пластины маски с требуемой топологией формируемого монокристаллического нанопровода, травление открытых участков монокристаллической пластины с обеспечением отрицательных углов наклона стенок вытравливаемых углублений к исходной поверхности без нарушения сплошности материала пластины и последующее окисление монокристаллической пластины до смыкания оксида вокруг сохраненного в виде выступа проводящего вещества. Указанный результат достигается также тем, что перед проведением процесса окисления производится полное или частичное удаление маски. 1. Способ формирования монокристаллических нанопроводников в матрице собственного оксида, включающий нанесение на поверхность монокристаллической пластины маски с требуемой топологией формируемого монокристаллического нанопровода, травление открытых участков монокристаллической пластины с обеспечением отрицательных углов наклона стенок вытравливаемых углублений к исходной поверхности без нарушения сплошности материала пластины и последующее окисление монокристаллической пластины до смыкания оксида вокруг сохраненного в виде выступа проводящего вещества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед проведением процесса окисления производят полное или частичное удаление маски.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к технологии создания сложных структур с помощью потока ускоренных частиц и может быть использовано в нанотехнологии, микроэлектронике для создания сверхминиатюрных приборов, интегральных схем и запоминающих устройств. Изобретение обеспечивает уменьшение размеров магнитных элементов. Способ формирования магнитной паттернированной структуры в немагнитной матрице включает формирование на подложке рабочего слоя из оксидов или нитридов магнитных материалов, нанесение на него промежуточного слоя из вещества с параметром кристаллической решетки, отличающимся от параметра кристаллической решетки вещества рабочего слоя на величину не более 15%, и с толщиной не менее 5 нм, последующее нанесение на промежуточный слой защитной маски с заданной топологией и облучение через нее потоком ускоренных частиц с энергией, достаточной для селективного удаления атомов кислорода или азота. 1. Способ формирования магнитной паттернированной структуры в немагнитной матрице, включающий формирование на подложке рабочего слоя из оксидов или нитридов магнитных материалов, нанесение на него промежуточного слоя из вещества с параметром кристаллической решетки, отличающимся от параметра кристаллической решетки вещества рабочего слоя на величину не более 15%, и с толщиной не менее 5 нм, последующее нанесение на промежуточный слой защитной маски с заданной топологией и облучение через нее потоком ускоренных частиц с энергией, достаточной для селективного удаления атомов кислорода или азота. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вещества промежуточного слоя используют нитрид кремния Si3N4. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ускоренных частиц используют протоны или атомы водорода.

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)