Лаборатория синхротронного излучения

В циклических укорителях электроны испытывают центростремительное ускорение, которое является причиной электромагнитного излучения. Синхротронное излучение на шкале электормагнитных волн занимает громадный спектральных диапазон, перекрывая инфракрасную, видимую, ультрафиолетолвую и рентгеновскую области. Интенсивность СИ в 10-100 тысяч раз больше, чем у традиционных источников света (за исключением спектрального интервала, занимаемого лазерами).

Научная деятельность лаборатории синхротронного излучения связана с исследованием механизмов возбуждения люминесценциии кристаллов широкозонных диэлектриков, а также вторичных процессов таких как создание, размножение, взаимодействие и релаксация возбуждений в кристаллах.

В прикладном плане изучаются материалы для запоминающих экранов, сцинтилляторы и быстрые люминофоры. В рамках международного проекта INTAS ведется исследование быстрой люминесценции с переносом заряда (ЛПЗ).

Основные направления использования СИ

Материаловедение: Вакуумная ультрафиолетовая спектроскопия твердого тела. Исследование механизмов возбуждения вторичных процессов (люминесценции, фотоэмиссии, фотодесорбции, запасания светосуммы, дефектообразования и др.). Материалы для запоминающих экранов, сцинтилляторы и быстрые люминофоры. Рентгеноструктурный и элементный анализа на основе СИ. СИ также используется для получения полимерных материалов с заданными свойствами. При этом необходимо управлять процессами их формирования. СИ позволяет исследовать кинетику полимеризации, так как поинформацию о структуре можно получить за доли секунды.

Медицина: Ангиография – оперативная рентгеноскопия состояния кровеносных сосудов пациента. Анализ элементного состава медицинских препаратов, т.е. неразрушающий контроль и сертификация медикаментов. Микрохирургия и фототерапия. Рентгеновская микротомография – разрешение порядка 1 мкм, что в 1000 раз лучше, чем для обычных томографов.

Микромеханика: Пучок СИ можно использовать в качестве “микрорезца” для обработки материалов и изготовления деталей размером порядка микрометра.

Микроэлектроника: Рентгеновская литография – позволяет на один-два порядка уменьшить размеры нынешних элементов электронных схем.

Биология: Рентгеноструктурный анализ белков и исследования структуры органических молекул. Динамика белков, структура активных центров белков и различных биокатализаторов. Динамика структурных перестроек живых объектов (“рентгеновское кино”)‏

Кафедра проводит экспериментальные исследования на своих установках для ВУФ-спектроскопии твердого тела и рентгенолюминисценции на источнике синхротронного излучения в Курчатовском институте.

Сотрудники лаборатории участвуют в измерениях на станции SUPERLUMI в научном центре DESY (г. Гамбург, Германия).

Вакуумная ультрафиолетовая спектроскопия твердого тела с использованием синхротронного излучения

Руководитель направления:
к.ф.-м.н., с. н. с. Каменских Ирина Александровна
комната 1-76, тел. 939-31-69 ikamenskikh@bk.ru

Другие сотрудники лаборатории:
к.ф.-м.н. Колобанов Виталий Николаевич
vkolobanov@yandex.ru – предпочтительный способ связи
Тел. 939-29-91., 1-80а

Направления исследований

• Исследование быстрой люминесценции с переносом заряда (ЛПЗ) иттербий-содержащих кристаллов.
• Исследование люминесцентных свойств нанокристаллических опаловых матриц.
• Исследование монокристаллов и монокристаллических пленок LuAP:Ce и LuYAP:Ce, являющихся перспективными детекторами для позитрон-эмиссионной томографии.
• Исследование монокристаллических пленок гадолиний-галлиевого граната Gd₃Ga₅O₁₂ для создания детекторов ядерного излучения.
• Исследование люминесцентных свойств кристаллов молибдатов, для которые для регистрации безнейтринного двойного бета-распада.
• Улучшение сцинтилляционных характеристик PbWO₄ путем легирования различными примесями.

Деятельность на отделении

• Создание детекторов для позитрон-эмиссионной томографии
• Создание детекторов на основе молибдатов для регистрации безнейтринного двойного бета-распада.
• Улучшение сцинтилляционных характеристик PbWO₄

Процесс обучения

• Изучение теоретических основ применения синхротронного излучения
• Проведение исследований
• Оформление результатов работы
• Презентация результатов в статьях и на конференциях

Перспективы

• Практика на Курчатовском источнике синхротронного излучения
• Практика на синхротроне С-60 (ФИАН)
• Работа в Сибирском центре синхротронного излучения
• Работа на станции SUPERLUMI в научном центре DESY (г. Гамбург, Германия).

Текущий проект

VUV Fast – русско-германский проект по развитию методов сверхбыстрой спектроскопии