19 апреля 2023 года состоялось очередное заседание Научно-технического совета (НТС) АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова», на котором был заслушан доклад ведущего научного сотрудника Научного отделения №4 «СТЕКЛО» Алексея Аркадьевича Онущенко. Тема доклада «Стекла с нанокристаллами полупроводников для задач фотоники». Докладчик выступил с презентацией, после которой членами НТС были заданы многочисленные вопросы, и состоялась оживленная дискуссия.
Докладчик начал свою презентацию с рассказа об открытии квантового размерного эффекта, которое состоялось в начале 1980-х годов в ГОИ им. С.И. Вавилова, а также о первой публикации, посвященной этому явлению: Онущенко А.А. Экситонные спектры микрокристаллов CuCl в стеклообразной матрице. Тезисы XIII научно-технической конференции молодых специалистов ГОИ, Ленинград, 1980, с. 313. Итоговая статья Ekimov A.I., Efros Al.L., Onushchenko A.A. Quantum size effect in semiconductor microcrystals. Solid State Communcations, 1985, vol. 85, no. 11, p. 921-924, в которой приводится экспериментальное и теоретическое исследование наблюдаемого явления, цитируется в научной литературе 1670 раз.
После исторического экскурса автор привел примеры спектральных проявлений квантового конфайнмента в стеклообразных матрицах, содержащих частицы (средний размер от единиц до десятков нанометров) различных полупроводниковых соединений групп I-VII, II-VI и IV-VI, обсудил использование таких материалов для оптических отрезающих светофильтров в широкой спектральной области от ближнего УФ до среднего ИК диапазона. Основной акцент был сделан на возможности использования стекол с нанокристаллами халькогенидов свинца для пассивной модуляции добротности лазеров ИК диапазона (1,06-2,5 мкм) и получения импульсного излучения высокой пиковой мощности, широко востребованного в различных областях, таких как мониторинг атмосферы, дальнометрия и т.д.
Возрождение интереса к стеклам с «квантовыми точками» в АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова» А.А. Онущенко связывает с возникновением новых задач лазерной техники – необходимостью управления импульсами лазеров с рабочей длиной волны в окне прозрачности атмосферы 2,0-2,2 мкм и находящейся вне области чувствительности наиболее распространенных приемников ИК излучения. Для создания модуляторов добротности таких лазеров сотрудником Научного отделения №5 «КРИСТАЛЛ» В.Н. Ивановым в Государственном научно-исследовательском институте прикладных проблем создана установка для исследования параметров насыщения поглощения материалов, предназначенных для использования в качестве пассивных затворов на длине волны 2,06 мкм. Предварительные результаты тестирования показали, что стекла с нанокристаллами PbS демонстрируют насыщение поглощения при плотности мощности порядка 1 МВт/cм2 и значениях контраста в интервале 5-10, что позволяет позиционировать перспективными дальнейшие разработки таких материалов.
В заключение своего выступления А.А. Онущенко подчеркнул, что для улучшения характеристик пассивного затвора требуется выбор оптимального среднего размера нанокристаллов для рабочей длины волны лазера, обеспечивающего максимальный контраст; оптимизация объемной доли кристаллической фазы и оптимизация состава стекла.
Доклад был принят с большим интересом. Члены НТС задали предметные вопросы, в частности:
– не мешает ли рассеяние в неоднородной среде, которой по определению являются стекла с наночастицами, их применению в качестве лазерных материалов;
– в каких стеклообразных матрицах возможно создание «квантовых точек»;
– ухудшает ли свойства материала присутствие в нем поглощения, обусловленного ОН-группами в стекле;
– возможно ли синтезировать материалы с разными по химическому составу «квантовыми точками»;
– какова дисперсия нанокристаллов по размеру;
– какова фотостойкость создаваемых материалов.
Временный генеральный директор АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова» Кирилл Николаевич Самсонов задал вопрос о том, какой объем работ необходимо выполнить для решения сформулированных докладчиком задач дальнометрии.
А.А. Онущенко подробно ответил на все вопросы членов НТС. В ходе дискуссии начальник отдела планирования и управления НИОКР Александр Васильевич Дмитрюк отметил, что представленное направление работ необходимо развивать, с чем согласились все присутствовавшие члены НТС.
В заключительном слове временный генеральный директор К.Н. Самсонов поблагодарил А.А. Онущенко за интересный и полезный для научного сообщества доклад.
