Дефектная структура и влияние примеси неодима на оптические свойства кристаллов калий-гадолиниевого вольфрамата

• Автор: Акимова, Вера Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 102 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Способы получения вольфраматов.

1.2 Структура вольфраматов

1.3 Структура двойных вольфраматов щелочных металлов

1.3.1 Литиевые вольфраматы.

1.3.2 Натриевые вольфраматы

1.3.3 Калиевые вольфраматы.

1.4 Основные физические свойства кристаллов КГВ.

1.5 Физические основы кристаллов с широким диапазоном частот
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исследование кристаллов методом травления
2.1.1 Термодинамика образования ямок травления
2.1.2 Механизм дислокационного травления
2.1.3 Дефекты кристаллов.
2.2 Оптические исследования кристаллов
2.2.1 Характеристики ионов РЗЭ.
2.3 Магнитные исследования кристаллов.
2.3.1 Измерения магнитной восприимчивости
Глава 3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Результаты исследования методом гидротермального травления
3.1.1 Малоугловые границы.
3.1.2 Структура поверхностей кристалла.
3.1.3 Фигуры травления.
3.1.4 Субструктура кристаллов КГВ с различной концентрацией
примеси.
3.2 Оптический метод исследования.
3.3 Магнитный метод исследования
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изучить оптические свойства кристаллов КГВ в зависимости от дефектной структуры и концентрации неодима. Дать сравнительный анализ совершенства и свойств кристаллов КГВ с различной концентрацией активной примеси. Определить оптимальную концентрацию активной примеси неодима в кристаллах КГВ. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе 3 статьи в журналах, которые по решению ВАК включены в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, и два тезиса докладов на российских конференциях. Основные результаты и положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях по итогам научноисследовательских работ аспирантов и соискателей ЧГПУ , , гг. Челябинск Первой Всероссийской молодежной научной конференции Молодежь и наука на севере, Сыктывкар, Шестнадцатой Всероссийской научной конференции сгудентовфизиков и молодых ученых, Волгоград, . Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы. Материал изложен на 2 страницах текста и содержит таблиц и рисунков, список литературы включает 6 наименований. ГЛАВА 1. Чтобы разобраться в причинах дефектности кристаллов и типах дефектов, необходимо достаточно хорошо представлять структуру вольфраматов и способы их получения. Структура двойных вольфраматов является производной от структуры шеелита или вольфрамита и образуется в результате гетеровалентного замещения ионов двухвалентных металлов ионами одно и трехвалентных. На качество кристаллов существенное влияние оказывают как способы получения, так и термические условия, химический состав шихты, растворителя. В настоящее время для получения вольфраматов используют такие способы 3,4 1 твердофазный, 2 гидротермальный, 3 растворрасплавный, 4 осаждение из водных растворов. При обжиге смесей вольфраматов щелочных и редкоземельных элементов образуются двойные вольфраматы, а также более сложные соединения 5. При исследовании взаимодействия систем Ме2У Я23 и МеУО4К2ОзУ0з Я А1, 1п, 2п образуются двойные вольфраматы МеЯУ2 с легкими щелочными металлами, где Ме щелочной металл, Я редкоземельный. В нашем случае Ме1 и Я3 . При этом существенное значение имеет размерный фактор и химический состав катионов. Соединения МеЯУ2 образуются в тех случаях, когда отношение радиусов катионов Гмегк находится в пределах 0,0,. В случае, когда гМсгк составляет 2,2,, образуются соединения более сложного состава ЗМе2Я2ОзхУОз. Размерный фактор влияет и на структуру кристаллов. Отношением ионных радиусов определяется и характер взаимодействия в системах типа Ме2ХЮ4 К2Х4з при ГмеЬ в пределах 0, 1, взаимодействие соответствует чисто бинарным системам с продуктами реакции МеКТО42. Случай гМсгя от 2, до 2, соответствует многокомпонентным системам с продуктами реакции 4МезХУ0з, ЗМеК. ХУ. В системах, для которых гМсЛд соответствует 1,1,, при низких температурах взаимодействие протекает как в многокомпонентных системах, а при высоких температурах как в бинарных. В таких системах могут образовываться соединения как типа МеКХУ2, так и 4МеКзХУ 6. Калиевые двойные вольфраматы гидротермальным способом получены Клевцовым и Харченко 7 в растворах хлористого калия КС1 с концентрацией при. С. Наилучшие результаты полученьт при использовании в качестве растворителя соединения КС1 КН4С1 5 при температуре 0 С. В качестве шихты используются механические смеси оксидов Ьп2Оз и ХУОз в мольном отношении 13 соответственно, а также спеки состава Ьп2У2 пУОз в тех же отношениях. Применение смешанного раствора снижает нижнюю температурную границу кристаллизации К1. Ьпц. ХгУ2 до 0С, что позволяет свести к минимуму количество полиокислов в системе. Повышение давления до атм. Кристаллы двойного вольфрамата, полученные гидротермальным способом, имеют переменный состав в виде твердого раствора хЬп1х3ХУ2, где х0,0, 8. На стехиометрию вольфраматов калия влияет концентрация КС1 в растворе, с повышением концентрации КС1 в калийнеодимовых вольфраматах увеличивается содержание калия в кристаллах и уменьшается соответственно количество неодима.