Принципиально новый анализатор

Расширить возможности приборов для изучения состава и строения вещества предложили физики из Санкт-Петербурга, выигравшие инновационный конкурс РФФИ. Добавив один небольшой блок к традиционной технике, можно будет улучшить параметры ее работы, увидеть новые свойства объектов и даже открыть новые природные явления. С конца 60-х годов наши научные учреждения закупали суперсовременное по тем временам оборудование для анализа различных веществ, выпускаемое фирмами «Камека», «Джеол», «Филипс». В различных НИИ и вузах и по сей день сохранился огромный парк этих дорогостоящих приборов, которые рано списывать, потому что они работают и решают нужные задачи, но функции их можно расширить, добавив новые устройства. С этой зада- чей справились сотрудники Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе РАН под руководством доктора физико-математических наук, профессора Семена Григорьевича Конникова. Они разработали катодолюминесцентную систему, включающую блоки для регистрации спектра излучения в видимом и инфракрасном диапазоне и получения данных в видеоформате. Дополненный такой системой, к примеру, растровый электронный микроскоп или рентгеновский микроанализатор позволит получать принципиально новую информацию о физических и физико-химических параметрах и характеристиках различных типов объектов: он зарегистрирует сигнал от монослоя вещества, определит валентность ионов, покажет, где и какие скрыты дефекты и т. д. С его помощью удобно будет исследовать полупроводники, диэлектрики и наноструктуры, в том числе с самоорганизованными квантовым точками (Государственная премия этого года, академик Ж.И.Алферов, Н.Н.Леденцов и др.). Его можно применять в твердотельной микро-, нано - и оптоэлектронике, материаловедении, минералогии, биологии. Главная проблема подобных систем в том, чтобы собрать излучение от объекта и вывести его для анализа. В новом приборе разработчики применили оригинальную схему из двух сферических зеркал: вогнутого с большим диаметром для сбора излучения и выпуклого с меньшим диаметром, образующим из него параллельный пучок. Именно его «ловит» сам анализатор, обеспечивая неплохое разрешение спектра — одна десятая нанометра. Это значит, что исследователь сможет различить, например, ионы двух разных веществ, излучение которых почти одинаково. Сам блок небольшой — 40ґ30 см, весит 5 кг, что позволяет монтировать его прямо на колонне микроскопа либо микроанализатора. Ученые испытывали установку на сложных для анализа веществах: пористом углероде и фторидных пленках толщиной всего в несколько молекулярных слоев, где они обнаружили чрезвычайно малые примеси редкоземельных элементов. В России сейчас действует 50 центров коллективного пользования для ученых, где в основном и используют дорогие электронные приборы, поскольку для них легче купить комплект оборудования, которым потом воспользуется много людей. Именно эти центры, по словам профессора С.Г.Конникова, станут основными потребителями новой системы, предложенной физиками из Санкт-Петербурга.