Рост и спектрально-люминесцентные свойства монокристаллов Na0,4 (Y,R)0,6 F22 (R-редкоземельные ионы) в коротковолновом диапазоне длин волн

• Автор: Каримов, Денис Нуриманович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1 Л. Прозрачные материалы для вакуумной ультрафиолетовой

области спектра

1.2. Выбор матрицы для исследований в коротковолновой области спектра

1.2.1. Фазовые диаграммы систем - РТ3 (К=Се-Ъи, У)

1.2.2. Структурные особенности фаз Ма05 хКо.5+хЕ2+2х (ЬГ= У, Рг-

1.2.3. Физико-химические свойства монокристаллов

№о.411о.бр2.2 (К= у, Сй-Ьи)
1.3. Условия получения монокристаллов Ка05„х(У, Юо.з+хБг+гх и типичные дефекты, возникающие при кристаллизации твердых растворов с широкой концентрационной областью существования
ГЛАВА 2. ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ИаоДУ,
Що.ДДг, ГДЕ Я - РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ИОНЫ
2.1. Методика получение монокристаллов и подготовка образцов для исследований
2.2. Взаимосвязь между тепловыми условиями выращивания
и качеством кристаллов
2.3. Оценка оптического качества и структурного совершенства выращенных кристаллов
2.4. Исследование механических свойств монокристаллов Иао^У0^2.2, активированных ионами Се3"

ГЛАВА 3. УФ И ВУФ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ТРЕХВАЛЕНТНЫХ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ
ИаоДЗо.бГг.г
ЗЛ. Описание экспериментальных установок для
спектрально-люминесцентных исследований
3.2. Коротковолновые спектры поглощения монокристаллов №0.4Щ.бГ2.2, я= у, УЬ, Ьи
3.3. Спектрально-люминесцентные свойства иона Се3' в матрицах Nao.4Ro.6F2.2r У, УЬ, Ьи
3.4. Спектры поглощения и возбуждения интегральной люминесценции ионов РЛ КсГД Тт3+ в матрице Као.дУо.бЬг.г
3.5. Спектрально-люминесцентные свойства иона Ег3+ в матрице Ма0.4Уо.бЕ2.
3.6. Возможность использования исследованных сред в качестве активных сред лазеров коротковолнового диапазона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Коротковолновое излучение ультрафиолетового (УФ) и вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов необходимо для решения целого ряда задач в различных областях науки и техники, таких как лазерная фотохимия, биология, медицина, лазерный термояд, разделение изотопов и получение сверхчистых веществ. Это связано с тем, что именно на этот диапазон энергий квантов приходятся энергии связей большинства химических соединений, в том числе энергии фотоионизации и фотодиссоциации, энергии электронного возбуждения большинства атомов и молекул.
Созданные в настоящее время источники коротковолнового излучения находят широкое применение в качестве источников возбуждающего излучения при исследовании люминесценции различных сред. При этом возможны высокое временное разрешение (если используются короткие и ультракороткие длительности импульсов), а также исследования при высоких плотностях возбуждения и связанных с этим нелинейных процессов. Селективное возбуждение определенных электронных состояний с помощью лазерного излучения уже сейчас позволяет детально изучить механизмы химических реакций, которые принципиально невозможно провести при термической активации. Используя лазерный люминесцентный анализ, можно с высокой чувствительностью проводить регистрацию промежуточных и конечных продуктов химических реакций. Использование УФ и ВУФ излучателей весьма перспективно для мониторинга окружающей среды и создания систем связи в атмосфере и, особенно, в космосе, поскольку интенсивность фонового излучения Солнца в этом диапазоне мала.
Малая длина волны излучения и возможность фокусировки излучения на площадке, соизмеримой с длиной волны, представляют большой интерес в области субмикронной микроэлектроники. Так, создаваемые в последнее время, литографические установки на основе Р2 - лазера с излучением на

сравнения, при выращивании КУМ10, активированные ионами цериевой подгруппы, кристаллы высокого оптического качества удается получать с содержанием активатора не превышающем 4 ат.% (К=0,64); для ионов N4’" в кристаллах 1лУР4 К =0,33 и предельное вхождения не превышает 2,5 ат.%; коэффициент распределения примеси Се3’1" в монокристаллах типа 1лСа(8г)АШ6 составляет порядка 10 2, вследствие неизоморфности вхождения трехвалентных ионов в эти кристаллы. Исследование изменения состава кристаллов Ма0.4(У,11)0^2.2 по длине проведено в [79]. Отмечается, что состав изменяется в пределах Као.4(УД)о.бР2.2 - У а<иб(УД)о.54^2.08? причем в верхней части кристалла наблюдается избыток натрия, а в нижней части - избыток иттрия. Соответственно, изменение параметров решетки а составляло для Ка0.4Уо.бР2.2 - от 5,503 до 5,499 А и для Ыап4Ьио.бр2.2 - от 5,453 до 5,448 А. Кристаллы для этих исследований выращивались методом Чохральского, поэтому состав кристаллов мог быть отличным от конгруэнтного, вследствие высоких неконтролируемых потерь на испарение.
Таким образом, монокристаллы Ыао.4(У,К)обР2.2 обладают наиболее высокой среди фторидных материалов изоморфной емкостью по отношению к редкоземельным ионам как цериевой, так и иттриевой подгрупп, что весьма перспективно для получения высококонцентрированных монокристаллов и комплексного активирования различного рода добавками. Концентрация иттриевых позиций в кристаллах Уао.дУо/Аг.г оценивается как 1,8-1022 см"3, точечная группа симметрии иттриевых позиций С4,, [83]. Значение предельной частоты фононного спектра для ЫаодУо.бТг.г Ьсотах определено в [93] из спектра комбинационного рассеяния и составляет порядка 600 см”1.
Спектры оптического пропускания монокристаллов Ма0.5-хКо.5+хР2+2х (Я= У, Сс1 - Ьи) в ИК области в диапазоне 0,2-12 мкм исследованы в [101] и приведены на рис. 8. Наблюдаются полосы, типичные для спектров редкоземельных ионов. Монотонное изменение сложности спектра по мере