Формообразование кристаллов Bi4 Ge3 O12 (BGO) при росте из расплава в условиях низких градиентов температуры

• Автор: Шлегель, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 123 с. : ил

1.1. Фазовая диаграмма системы Се В2Оз

1.2. Физические свойства и области применения ВСО

1.3. Способы выращивания

1.4. Метод низких градиентов.

1.5. Морфология.

1.6. Устойчивость гранных форм

2. АППАРА ТУРА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2В

2.1. Особенности низкоградиентного метода Чохральского

применительно к выращиванию кристаллов ВСО.

2.2. Лабораторные и производственные установки

2.3. Характеристика исходных материалов.

2.4. Характеристика тепловых условий выращивания
2.5. Методы характеризации кристаллов.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ КРИСТАЛЛОВ.
3.1. Формы роста кристаллов ВвО, наблюдаемые в условиях низких
градиентов температу ры
3.2. Влияние режимов выращивания на формирование гранного
фронта роста.
3.3. Изучение макроморфологии граней
4. ФОРМЫ ФРОНТА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И КАЧЕСТВО КРИСТАЛЛОВ .
4.1. Секториалыюсть свойств кристаллов
ф 4.2. Структурное совершенство кристаллов, достигаемое при
оптимальной форме фронта.
4.3. Неоднородности, вызванные нарушением полиэдрической формы фронта
4.4. Неоднородность, наблюдаемая при полиэдрической форме фронта
кристаллизации.
4.5. Возможности предлагаемой схемы теплового узла и регулирующей
аппаратуры в обеспечении оптимальных условий выращивания.
4.6. Выращивание радиационностойкого германата висмута.
5. УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ
ВСО В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ГРАДИЕНТОВ ТЕМПЕРАТУРЫ.
ш 5.1. Практическая реализация результатов.
5.2. Воспроизводимость процесса выращивания и качество
кристаллов, выращенных на производственных установках
5.3. Использование морфологических признаков при отладке
технологии выращивания кристаллов ВвО.
6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
7. ПРИЛОЖЕНИЯ
8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ


Результаты работы докладывались на следующих конференциях VIII Всесоюзная конференция по росту кристаллов Харьков, Конференция по электронным материалам Новосибирск, Межгосударственная конференция Сцинтилляторы Харьков, I i i i Ii , , v Ii IXI , VI Ii Ii xi ее i vii, i, Ii I, i Ii Ii ii i ii i, Ii i, Всероссийский научнокоординационный семинар по вопросам получения, исследования свойств и применения сцинтилляционных кристаллов Сцинтилляторы Москва, 1 i 1 , IX, X Национальные конференции по росту кристаллов Москва, , 6 Ii Ii ii i i iii Ii ii , Международная конференция по росту и технологии кристаллов 2 Южная Корея, . Публикации. По материалам диссертации опубликованы работы из них статей в рецензируемых журналах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов с выводами, списка литературы из 8 наименований и приложений на 6 страницах. Общий объем диссертации 3 страницы, включая 9 таблиц и рисунка. Первые работы по системе i3 проведены авторами 1. Один из последних вариантов фазовой диаграммы представлен на рис. А.Б. Каплуна. Состав, мол. Рис. Фазовая диаграмма системы В0з. Из диаграммы состояниа i рис. Два соединения германоселлинит i2 и германоэвлитин i устойчивы и плавятся конгруэнтно. Кроме этого в работе 2 показано наличие в системе метастабильного конгруэнтно плавящегося соединения i. Авторы работы 3 обнаружили соединение i9 плавящееся инконгруэнтно. Предположительно соединение i обнаружено в области концентраций около мол. В году авторами работы 5. Есть и другие работы, которые посвящены данному вопросу. Следует отметить, что нет полного соответствия результатов исследований у разных авторов особенно в метастабильной области фазовых равновесий. Неконтролируемое образование микрофаз, которое возможно в процессе синтеза, плавления и в расплаве при наличии больших перепадов температуры в объеме тигля, приводит к ухудшению качества кристалла и дестабилизации процесса роста 6. В ряде случаев, чтобы избежать образования других фаз на стадии подготовки шихты, используют многостадийный твердофазный синтез. Ортогсрманат висмута ВЦ0е2 кристаллизуется в кубической структуре типа эвлитина природного минерала В2. Отмечается особенность структурного типа в наличии значительных размеров тетраэдрических пустот7. Пространственная группа эвлитина Зш характеризуется отсутствием центра симметрии, что предполагает существование в кристалле кристаллографически неэквивалентных полярных направлений и полярных граней. Имея разную поверхностную структуру, полярные направления могут иметь различные механизмы зародышеобразования и роста, что реально проявляется в разной скорости роста. Кристаллы ортогерманата висмута ВцОсзО ВОО сцинтилляционный материал. Люминесцентные свойства ВвО были впервые изучены в году. ВОО был предложен в качестве сцинтилляционного материала в году 8. Кристаллы не имеют активаторной примеси и являются собственными сцинтилляторами. Согласно 9 центрами свечения являются ионы В. Преимущества этого материала перед другими сцинтилляторами негигроскопичность, высокая механическая прочность, химическая стойкость, низкий собственный фон, слабое послесвечение, малая радиационная длина, большой эффективный атомный номер. Кроме того, ВСО отличается высокой прозрачностью в области длин волн сцинтилляции. Это позволяет успешно использовать его в системах, где требуется высокое пространственное разрешение и ограничен размер датчика сцинтиллятора, а также в устройствах активной защиты от фона, где чувствительность к собственному фону определяется и объемом кристалла, он в случае использования ВОО наиболее выгоден. К недостаткам кристаллов ВОО следует отнести невысокий световой выход от ЫаТ1, сравнительно большое время высвечивания, низкую радиационную стойкость и большой коэффициент преломления. Сравнительные характеристики свойств кристаллов ВОО с другими неорганическими сцинтилляторами приведены в монографии . Основные физические свойства ВОО приведены в таблице 2. Таблица 2. Температурный коэффициент световыхода К. Теплопроводность расплава 0.