Выращивание профилированных кристаллов сапфира с пространственными структурами переменного состава

• Автор: Беленко, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 118 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. Основные свойства монокристаллов сапфира и кристаллов А1зОз:Сг3+, Ti3+.
1.2. Применение кристаллов с пространственными структурами переменного состава.
1.3. Основные методы получения монокристаллов сапфира из расплава.
1.3.1. Методы выращивания крупногабаритных кристаллов сапфира.
1.3.2. Формообразующие методы получения кристаллов сапфира из расплава.
1.3.3. Способы получения пространственных структур переменного состава в профилированных кристаллах.
1.4. Выводы по литературному обзору и постановка задач диссертационной работы.
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ РЕГУЛЯРНЫХ СТРУКТУР В ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ А1203- Al203:Ti3+.
2.1. Примесная полосчатость в кристаллах '.
2.2. Получение профилированных кристаллов А^Оз-А^Оз.'Т^ с периодическими пространственными структурами.
2.2.1. Выращивание кристаллов АЬОз-А^Оз’-Т^* с регулярными пространственными структурами методом Степанова/EFG.
2.2.2. Периодические пространственные структуры в кристаллах А^Оз-А^Оз-'Тг3*, выращенных GES методом.
ГЛАВА 3. ВЫРАЩИВАНИЕ ВОЛОКОН САПФИРА С ПЕРЕМЕННЫМ ПО СЕЧЕНИЮ СОСТАВОМ.
3.1. Особенности применения кристаллических волокон с активированной центральной областью.
3.2. Основные методы получения волокон оптических материалов из расплава.
3.3. Получение волокон методом Степанова/ЕРО.
3.4. Выращивание волокон сапфира с переменным по сечению составом модифицированным методом Степанова/ЕРО.
3.4.1. Схема получения волокон с легированной центральной частью.
3.4.2. Применение весового контроля при выращивании сапфировых волокон с переменным по сечению составом.
3.4.3. Исследование структуры и выбор оптимальных режимов выращивания качественных волокон сапфира с легированной центральной частью.
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТРУКТУР ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА В ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ САПФИРА, ВЫРАЩЕННЫХ МОДИФИЦИРОВАННЫМ МЕТОДОМ СТЕПАНОВА/ЕЕС И МЕТОДОМ N08.
4.1. Получение модулированных структур переменного состава в кристаллах сапфира, выращенных модифицированным методом Степанова/ЕРО.
4.2. Получение пространственных структур переменного состава в кристаллах сапфира, выращенных методом некапиллярного формообразования.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Актуальной задачей в области оптоэлектроники в последнее время является использование новых материалов, сочетающих в себе несколько функций. Одним из путей решения данной задачи является выращивание профилированных кристаллов с комбинациями различных структур в одном образце. Наряду с традиционными методами получения гетероструктур проводятся работы по выращиванию профилированных кристаллов с периодическими и более сложными контролируемыми пространственными структурами переменного состава непосредственно из расплава.
В 30-х годах A.B.Степановым был разработан способ выращивания профилированных кристаллов на основании сформулированных им принципов формообразования кристаллов при вытягивании из расплава. Возросшая потребность в использовании профилированных кристаллов сапфира, вызванная уникальными конструкционными и оптическими свойствами, которыми обладает сапфир привела к дальнейшему развитию способа Степанова и разработке таких технологий как метод EFG (Edge-defined Film-fed Growth), метод вариационного формообразования (VST - Variable Shaping Technique), выращивание из элемента формы (GES - Growth from an Element of Shape), метод некапиллярного формообразования (NCS - Non-Capillary Shaping) и др.
Особое внимание уделяется использованию в лазерной технике кристаллов сапфира с пространственными структурами переменного состава. Разработка технологии выращивания профилированных монокристаллов сапфира с модулированными легированными структурами и контроля над получением структур в процессе роста представляет актуальную задачу. Ее решение позволит создавать принципиально новые оптические приборы на основе материалов данного класса.
пространственных структур, полученных по схеме а), а на рис.66 соответствующее структуре распределение интенсивности выхода катодолюминесценции.

21.9.
Рис.6. а) Периодическая структура, полученная периодическим изменением скорости вытягивания в кристаллах, выращенных модифицированным методом Степанова/ЕРС; б) распределение интенсивности катодолюминесценции, соответствующее содержанию люминесцирующей примеси, х500.
Контрастность полос в полученных структурах невелика. Разница концентрации активатора, измеряемая в весовых процентах, в пределах одного периода не превышает порядка, а область перехода - порядка длины всего периода. С уменьшением периода плосчатости резко уменьшается и контрастность получаемых периодических структур, и для периодичности менее 5 мкм контраст между полосами практически исчезает. Замечено