ОАО «ПО «Электрохимический завод» совместно с Институтом химии высокочистых веществ РАН (г. Нижний Новгород) получило патент РФ на изобретение «Способ разделения изотопов германия».
На XIV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «АРХИМЕД-2011», проходившем в апреле этого года, новая разработка отмечена серебряной медалью.
Полученный патент №2412747 с приоритетом от 16 июля 2009 года на способ разделения изотопов германия – результат коллективного труда работников ОАО «ПО «ЭХЗ» Д.Г. Арефьева, С.А. Васина, С.Г. Долгова, Е.В. Елисеева, С.М. Зырянова, В.А. Луцкого, С.В. Филимонова и сотрудников ИХВВ РАН А.Д. Буланова и М.Ф. Чурбанова.
Суть изобретения состоит в том, что при разделении изотопов германия в качестве рабочего вещества использован моногерман (гидрид германия) – GeH4.
Новая технология призвана обеспечить более высокую химическую чистоту изотопно-обогащенного продукта, нежели чем при применяющейся фторидной технологии, т.е. где в качестве рабочего вещества используется тетрафторид германия GeF4. Поскольку тетрафторид германия – химически активное соединение, он взаимодействует с конструкционными материалами технологического оборудования, кроме того, используемые при химическом переделе тетрафторида германия в германий вспомогательные реагенты вносят дополнительное загрязнение. В результате химическая чистота изотопно-обогащенного продукта, полученного по фторидной технологии, не превышает уровня 99,99%. Современные требования к высокочистому германию определяются содержанием основного компонента на уровне не менее 99,9999%.
Гидридная технология лишена этих недостатков. Моногерман практически не взаимодействует с конструкционными материалами технологического оборудования. Процесс получения высокочистого германия из моногермана более простой, чем из тетрафторида германия, и основан на термическом разложении.
В 2008-2009 годах в центральной заводской лаборатории Электрохимического завода были проведены экспериментальные работы по исследованию возможности использования моногермана в качестве рабочего вещества для разделения изотопов германия газоцентрифужным способом и получена опытная партия изотопно-модифицированного моногермана, обогащенного по изотопу 76Ge до 88,1% ат (природное содержание 76Ge составляет 7,8% ат).
Дальнейшие работы по получению монокристаллического изотопно-обогащенного германия проводились в Институте химии высокочистых веществ РАН.
В настоящее время исследованы электрофизические параметры выращенного монокристалла германия, в планах – дальнейшее повышение его химической чистоты и исследование термодинамических и оптических свойств.
Новая технология пока не внедрена в производство, но плюсы и перспективы её очевидны. В линейку изотопной продукции ОАО «ПО «Электрохимический завод» добавятся изотопно-обогащенный моногерман, а также новый для микроэлектроники материал – изотопно-обогащенный поликристаллический германий.
Работы в этом направлении продолжатся. В перспективе – развитие технологии, создание эффективного производства; в научно-исследовательском плане – получение моноизотопного германия, выращивание монокристаллов остальных изотопов германия и исследование их уникальных свойств.