Спектрально-кинетические свойства активированных редкоземельными элементами стекол системы Y2O3-AI2O3-B2O3 и поликристаллов со структурой хантита

• Автор: Мамаджанова, Евгения Хусейновна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. О концентрационном тушении в кристаллах и стеклах
1.2. Безызлучательный перенос возбуждения между оптическими центрами
1.2.1. Кросс-релаксация
1.2.2. Ир-конверсия
1.2.3. Миграция возбуждений
1.3. Особенности спектроскопии редкоземельных ионов
1.4. Структурный тип хантита и спектрально-люминесцентные свойства хантитоподобных кристаллов
1.5. Спектрально-люминесцентные свойства иона Бт3+ в стеклах
1.6. Боратные и алюмоборатные стекла с оксидами редкоземельных элементов
1.6.1. Стеклообразование в боратных и алюмоборатных системах
1.6.2. Структура и свойства боратных и алюмоборатных стекол
1.7. Выводы из обзора литературы
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез стёкол в системе У203-А120з-В20з
2.2. Твердофазный синтез поликристаллических порошков
2.3. Методы исследования структуры и свойств стекол и поликристаллов
2.3.1. Дифференциально-термический анализ
2.3.2. Рентгенофазовый анализ
2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия
2.3.4. Спектроскопия комбинационного рассеяния
2.3.5. Определение плотности
2.3.6. Определение показателя преломления
2.3.7. Измерение двойного лучепреломления
2.3.8. Спектрально-кинетические измерения

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Стеклообразование и кристаллизация стекол в системе
У203-А120з-В203
3.2. Люминесцентные свойства хантитоподобных стекол
3.3. Сопоставление спектрально-кинетических свойств
хантитоподобных стекол и поликристаллов
3.4. Изучение механизмов взаимодействия и доказательство
отсутствия сегрегации ионов редкоземельных элементов в исследуемых стеклах
3.5. Влияние условий синтеза на спектрально-люминесцентные
свойства стекол
3.6. Методика варки и выработки хантитоподобных стекол в
300 мл РСтигле для получения заготовок оптического качества
3.7. Перестройка оптических центров и вынужденное излучение
Еи3+ в поликристаллах хантита при оптическом и электронном возбуждении
4. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Благодарности
Автор работы выражает искреннюю благодарность всем принимавшим участие в этой работе и в первую очередь научному руководителю Сигаеву Владимиру Николаевичу за чуткое руководство и предоставленную возможность провести исследования на самом современном уровне.
Я благодарю всех сотрудников Международной лаборатории функциональных материалов на основе стекла и Центра оптического стекла за помощь, оказанную при выполнении работы и обсуждении результатов. Особую благодарность выражаю Голубеву Никите Владиславовичу.
Приношу благодарность сотрудникам кафедры химической технологии стекла и ситаллов РХТУ им. Д.И. Менделеева за всевозможную помощь.
Выражаю огромную благодарность Георгию Ефимовичу Малашкевичу за ценнейшие консультации, проведенные на самом высоком уровне и помощь при обсуждении результатов.
Благодарю моих родителей за моральную поддержку, которая очень помогала мне весь период работы над диссертацией.

Особенности строения хантитоподобных кристаллов обуславливают различные свойства этих соединений. Благодаря наличию изолированных винтовых цепочек октаэдров МОб, расположенных вдоль кристаллографической оси с, в случае магнитных ионов М3+ такая структура обуславливает квазиодномерные магнитные свойства соединения. Отсутствие центра инверсии в структуре приводит к оптической нелинейности. В обсуждаемых кристаллах она велика. Как уже упоминалось, редкоземельный ион окружен шестью ионами кислорода, и кислородное окружение Я3+ в полиэдрах ЯОб индивидуально для каждого иона Я3 , т.е. отсутствие общих кислородов для каждой ТЮ6 группы определяет высокие эффективности лазерных переходов, с одной стороны, и расстройку практически всех кросс-релаксационных переходов - с другой. Последнее позволяет вводить большие концентрации активных лазерных редкоземельных ионов, почти не увеличивая вероятностей безызлучательных переходов, а значит, не уменьшая эффективность лазерного излучения.
Эти свойства, в совокупности с хорошей механической прочностью и химической стойкостью, делают алюмобораты интересными для практических применений, в первую очередь, в оптических квантовых генераторах, а также в качестве элементов нелинейных оптических систем. На основе кристаллов УА1з(В03)4 (УАВ) и Ос1А1з(ВОз)4, активированных ионами Ш3+, созданы компактные и эффективные лазеры, в том числе с самоудвоением частоты [66, 67]. Кристаллы с большими концентрациями ионов неодима перспективны для минилазеров [68].
Вместе с тем, серьезным недостатком соединений ЬпЛ1з(ВОз)4 является инконгруэнтный характер плавления и склонность расплава к стеклованию. По этим причинам выращивать кристаллы можно только раствор-расплавным методом, причем скорости роста обычно не превышают 1 мм в сутки.
Рост кристаллов из растворов в расплавах - процесс сложный, связанный с высокими температурами и многокомпонентными системами. Молибдаты, особенно полимолибдаты щелочных металлов, благодаря их высокой