Автор: Р. К. БАЛАНДИН

...Тускла на свету, но как факел 
кристалла живая свеча
 
пылает во мраке... Во мраке -

начало любого луча.

стр. 43

Столетие назад, когда это стихотворение написал испанский поэт, писатель и философ Мигель де Унамуно (перевод С. Гончаренко), еще не были созданы в мире технологии выращивания великолепных искусственных кристаллов и лазерные системы, где эти творения человеческого ума создают такие световые лучи, которые ярко сверкают не только во мраке, но и при дневном освещении.

Ныне выращивание каменных цветов, издавна вдохновлявших поэтов и сказочников, как говорится, - дело техники. Его осуществляют, в частности, сотрудники филиала Института минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН. О работе этого сравнительно небольшого коллектива (130 человек) рассказал его директор, член-корреспондент РАН В. С. Шацкий.

Раньше наибольшей популярностью пользовались техногенные драгоценные камни; ими в основном и приходилось заниматься. Однако рынок их не очень велик и весьма капризен. В настоящее время основное внимание уделяется выращиванию так называемых нелинейных кристаллов - преобразователей светового луча, изменяющих его волновые параметры. Тем самым разрабатывается одно из шести приоритетных направлений, выделенных правительством страны как наиболее перспективные, сулящие достаточно быструю экономическую отдачу.

Дело в том, что каждый из нелинейных кристаллов обладает четким рабочим диапазоном от ультрафиолета до инфракрасной области спектра. Все они используются в лазерных системах. Например, если они зондируют атмосферу, то должны иметь определенную длину волны в своем диапазоне, чтобы обнаружить те или иные примеси в воздухе. Поэтому самое трудное - не просто создать кристалл определенного состава, но добиться, чтобы у него было минимальное количество дефектов. Задача необычайно сложная. Исходя из таких критериев, качество ювелирного материала сравнительно невысокое: подобные изделия призваны производить внешний, визуальный эффект. Достаточно только, чтобы их недостатки не были заметны глазу, а некоторые нарушения внутренней структуры, случайные вкрапления могут даже придавать им особую привлекательность.

Данные "вольности" недопустимы для нелинейных кристаллов. Ведь характер их воздействия на световой луч нередко зависит от ничтожного количества, к примеру, редкоземельных элементов. Поэтому в процессе искусственного синтеза камня необходимо точно дозировать и регулировать содержание всех компонентов, порой вплоть до молекулы. Приходится вести постоянные научные поиски: создавать новые соединения, исследовать их физические свойства и решать, следует ли далее заниматься таким объектом. Если полученное вещество признано перспективным, приступают к выращиванию кристалла из расплава или раствора.

В первом случае состав исходного и конечного продукта (расплава и кристалла) идентичен, во втором - разный: используют низко-, средне- и высокотемпературные растворы. Нередко последние разогреты до 600°С, что достигается благодаря большому давлению. В частности, так синтезируют техногенные изумруды. Подавляющее количество нелинейных кристаллов получают, как принято говорить, именно из растворов в расплаве. При этом необходимо по-

стр. 44

стоянно изучать и регулировать состояние среды кристаллизации.

Качество изготовленных изделий (исключая ювелирные) не должно быть даже средним - только высоким! Иначе они будут разрушаться под воздействием мощного лазерного пучка с высокой энергией. Вот почему каждый выращенный кристалл подвергают тщательной комплексной экспертизе, стараясь найти в нем абсолютно бездефектную часть, для чего используют лазерные приборы.

...Большинству людей самоцветы, драгоценные камни представляются высшим творением таинственных подземных природных лабораторий. Однако специалисты научились синтезировать кристаллы столь совершенной структуры, какая не возникает в естественных условиях. А искусственно созданные, но не удовлетворяющие жестким требованиям современной техники, идут на изготовление ювелирных украшений. Кстати, подобные своеобразные "отходы", неизбежно сопутствующие выращиванию нелинейных кристаллов, в системе рыночных отношений приносят немалые дивиденды. Продавая их, ученые на полученные средства разворачивают дальнейшие изыскания.

В настоящее время филиал Института минералогии и петрографии СО РАН совместно с Институтом геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН (Иркутск) работают по совместной программе "Научно-методическое и приборно-аналитическое обеспечение мониторинга окружающей среды для экологических и специальных задач". В рамках ее осуществляется проект "Разработка физико-химических основ новых лазерных монокристаллов с заданными свойствами, как систем для дистанционного мониторинга".

"Наука в Сибири", 2004 г.

Подготовил материал и предоставил иллюстрации Р. К. БАЛАНДИН

Постоянный адрес данной публикации: