Механизмы образования фототропных активаторных центров хрома и ванадия в кристаллах гранатов

• Автор: Сандуленко, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1. Оптические спектры ионов хрома в гранатах

1.1.1 Структура граната

1.1.2 Оптические спектры ионов хрома в гранатах

1.2. Оптические спектры ионов ванадия в гранатах

1.3. Обзор методов расчета

1.3.1. Параметры Рака

1.3.2. Метод внутрикристаллического поля

1.3.3. Метод молекулярных орбиталей
1.3.4. Метод Маликена-Вольфсберга-Гельмгольца
1.3.5. Функции Слэ гера
2. Исследование оптических спектров хрома в гранатах
2.1. Образцы
2.2. Методика эксперимента
2.3. Спектры кристаллов
2.4. Обсуждение результатов
2.5. Расчет положения электронных уровней Сг4+ на основе экспериментально
определенных параметров
3. Теоретический расчет состояний Сг4+ в гранатах
3.1 Расчет уровней Сг4+в гранатах методом ТКП
3.1.1 Уточнение параметров волновых функций
3.1.2 Расчет параметров Рака свободного иона Сг4+
3.1.3 Расчет параметра А (ЮИц)

3.2. Расчет электронных состояний иона Сг4+ в
гранатах методом МО ЛКАО МВГ
4. Оптические спектры кристаллов АИГ:У

5. Исследования фототропных свойств кристаллов АИГ 57 легированных хромом и ванадием
5.1. Исследование влияния поглощения ионов Сг4+
в области длин волн ~ 1.06 мкм на генерацию ионов Ш3+ на переходе 41н’3/2—>41 іт (X ~ 1.3 мкм) в кристаллах ГСГГ:Сг:Ш
5.2. Использование кристаллов АИГ :У3+ в качестве пассивного затвора в йодном лазере
5.3. Исследование свойств пассивных затворов на основе АИГ:У при их использовании в компактных лазерах с торцевой диодной накачкой
5.3.1. Экспериментальная установка
5.3.2. Исследования модуляции добротности на
длине волны 1.3 мкм
5.3.3. Исследование модулирующих свойств затвора
на основе АИГ:У на длине волны 1.06 мкм
5.3.4. Использование затвора на основе АИГ:У в лазере с длиной волны 1.54 мкм на кристаллах КГВ:Ш с ВКР-самопреобразованием и пассивной модуляцией добротности
Выводы к главе
Выводы

Список цитируемой литературы
Приложение 1. Рассчитанная сетка значений параметра
Бц при расстояниях Сг-О 1.7 — 2.0 А при параметрах Слэтера а=3.5-4.62 108см"1
Приложение 2. Расчет электронных состояний иона
Сг4+ в гранатах методом МО ЛКАО МВГ
Приложение 3. Расчет интегралов перекрывания
Приложение 4. Результаты самосогласованна
для кластера [Сг06]8‘
Приложение 5. Результаты самосогласованна
кластера [СЮ4]4"в состоянии
Приложение 6. Результаты самосогласования
кластера [Сг04]4'в состоянии
Приложение 7. Результаты самосогласования кластера [Сг04]4 в состоянии

2.4. Обсуждение результатов
1. Вхождение в кристалл неизовалентной (в данном случае двухвалентной) примеси, предполагает некоторый механизм зарядовой компенсации, обеспечивающий электронейтральность кристалла. В случае выращивания кристаллов в восстановительных условиях (метод ВНЕС) дефицит заряда катионной подрешетки, возникающий вследствие замещения трехвалентных ионов двухвалентными, может быть скомпенсирован кислородными вакансиями и входящим в решетку (с образованием ОН-групп) водородом. При окислительном отжиге, когда кислородные вакансии заполняются, а водород выходит из кристалла, зарядовая компенсация может быть осуществлена только за счет повышения валентного состояния ионов переменной валентности. При принятом нами уровне легирования Мц (Са) и Сг другими примесями можно пренебречь, поскольку их концентрация в кристалле на несколько порядков ниже. Таким образом, можно принять, что компенсация заряда происходит за счет увеличения валентного состояния хрома.
2. Сравнение спектров наведенного поглощения в АИГ:Сг:М£ со спектрами наведенного поглощения рубина и корунда, легированного методом компенсированной валентности (Мф; и Сг) [14], указывает на их большое сходство. Поскольку в корунде регулярные катионные узлы могут иметь только октаэдрическое окружение, можно сделать вывод, что как в гранатах, так и в корунде эти спектры принадлежат ионам Сг4+ в октаэдрической позиции.
3. При идентификации ДП, представленного на рис.2.1, 2.2, в “чистом” виде, как спектра, принадлежащего ионам Сг4+ в тетраэдрических позициях, было принято во внимание следующее: