我国“大尺寸高纯二氧化碲晶体及制备方法”获美国专利

信息发布：admin 　来源：未知　时间：2013-09-16 10:04　人气:

　　目前，全球已在进行或即将开始进行探测暗物质的实验项目约20个，预计能在4到5年内探测到暗物质粒子。通过探测暗物质湮灭所产生的次级粒子，如中微子、正负电子对、质子、反质子等是认识暗物质的有效途径，而二氧化碲晶体是探测中微子的首选材料。CUORE项目正是利用二氧化碲晶体作为辐射量热器来探测中微子的绝对质量与性质。

　　该专利采用二次晶体生长制备方法获得高纯度二氧化碲单晶，尤其是U、Th等放射性杂质含量可降低至10-13g/g，因而使得上海硅酸盐所成为大型中微子探测项目（CUORE项目）所需核心探测材料的全球唯一供应商。

　　在核物理领域,有关中微子的实验一直是世界关注的科学前沿。然而,中微子（静）质量到底是多少,不同种类的中微子之间又是怎么转化的,仍然是一个尚待解决的基本科学问题。

　　目前,双β衰变为中微子绝对质量的测量提供了唯一的实验方法。二氧化碲（TeO2）晶体不但是一种具有高品质因子的声光晶体,还是一种具有双β衰变特性的中微子探测用晶体。由于130Te的自然丰度为33.8%,不必对其进行浓缩,成本低,因而TeO2晶体成为目前双β衰变源的首选。

　　由多国科学家共同合作的中微子探测前沿科学项目CUORE（CryogenicUndergroundObservatoryforRareEvents,低温地下观测稀有物理现象）正是利用998块TeO2单晶阵列来探测中微子的绝对质量与性质,以解开科学界极为重要的暗物质之谜。作为双β衰变源的TeO2晶体,其要求是尺寸大（不低于50mm×50mm×50mm）、纯度高（非故意掺杂杂质浓度低于10-7g/g,放射性杂质如U、Th等浓度低于10-13g/g）。

　　目前，上海硅酸盐所中试基地氧化碲组已向CUORE项目提供1000多块高纯二氧化碲单晶，实现创汇500多万美元。高纯二氧化碲单晶作为一种大尺寸优质二氧化碲单晶新产品，先后于2010年和2011年获得上海市和国家重点新产品计划资助，取得了良好的社会效益和经济效益。

　　这一国际领先的科研成就，不仅有助于提升我国在暗物质探测领域的国际影响力，也能对我国的中微子探测以及暗物质探测起到积极的推动作用。