Структурная обусловленность свойств. Часть III. Кристаллохимия лазерных кристаллов. Кузьмичева Г.М. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

23
занимающих эти позиции для граней 211 и 110 , гораздо
больше, чем для граней 100 и 111 . Поэтому в области
“гранного” дефекта по сравнению со свободной от него
областью содержание катионов в указанных позициях будет
различным. Из сравнения плотности сеток катионов для
граней 211 и 110 видно, что последние имеют гораздо
меньшую ретикулярную плотность для обоих типов катионов
и, следовательно, на них будут происходить менее сильные
изменения состава.
При оценке структурного совершенства кристаллов ГСАГ
методом двукристального топографического спектрометра
(ДТС) обнаружено, что на кривых дифракционного
отражения не наблюдалось сколько-нибудь заметного
уширения по сравнению с рассчитанной величиной, что в
общем случае должно свидетельствовать о высоком
структурном совершенстве образцов. Также в данных
образцах отсутствуют такие дефекты как, например, ростовая
полосчатость, присущая кристаллам гадолиний-галлиевого и
иттрий-скандий-галлиевого гранатов, полученных также
методом Чохральского. Подобный факт связан с
особенностями массопереноса в расплавах скандий-
аллюминиевых гранатов по сравнению с аналогичными
галлиевыми гранатами, обусловленными их более высокой
вязкостью, а также с технологией выращивания - размерами
тигля, скоростью вращения кристалла и др. Однако для
данных образцов характерно сильное растрескивание как в
центральной части, так и на периферии по характерным
концентрическим окружностям, что указывает на наличие
“гранного” дефекта в исследованных кристаллах ГСАГ.
Улучшения однородности можно добиться чисто
техническими приѐмами. Например, стабилизация
24
температуры на границе раздела фаз и скорости вытягивания
препятствует образованию полос роста вдоль оси кристалла, а
подбор условий перемешивания расплава в тигле позволяет
управлять их образованием в поперечном сечении. От
секториального роста можно избавиться, формируя плоский
фронт кристаллизации, что достаточно легко выполнимо при
выращивании как ИСГГ, так и других скандий-галлиевых
гранатов. Спрямлением фронта кристаллизации можно
практически подавить образование “гранного” дефекта для
кристаллов ГСАГ. Однако, несмотря на кажущуюся простоту
решения этих проблем, необходимо отметить, что за счѐт
малой устойчивости систем Ln
2
O
3
- Sc
2
O
3
-M
2
O
3
(где Ln= Gd,
Y; M= Ga,Al), выражающейся в резком изменении состава
при незначительном изменении условий выращивания,
требования к стабильности этих условий становятся очень
жѐсткими. Введение активирующих примесей для получения
стимулированного излучения будет вызывать
дополнительные дефекты (“лучевой” дефект, поперечная
полосчатость). Поэтому, при подборе условий выращивания
кристалла, а также выборе состава активной матрицы
необходимо учитывать также поведение активирующей
примеси (коэффициент распределения и др. параметры).
I.2. Лазерные кристаллы, активированные ионами
Cr
4+
Ионы хрома с нетрадиционным формальным зарядом Cr
4+
входят в тетраэдрические позиции структуры и
демонстрируют широкополосное излучение в области 1.3-1.5
мкм, применяемое для создания перестраиваемых
твердотельных лазеров. Другим важным применением
кристаллов, допированных ионами Cr
4+
, является их
                              23                                                          24
занимающих эти позиции для граней 211 и 110 , гораздо        температуры на границе раздела фаз и скорости вытягивания
больше, чем для граней 100 и 111 . Поэтому в области         препятствует образованию полос роста вдоль оси кристалла, а
“гранного” дефекта по сравнению со свободной от него         подбор условий перемешивания расплава в тигле позволяет
областью содержание катионов в указанных позициях будет      управлять их образованием в поперечном сечении. От
различным. Из сравнения плотности сеток катионов для         секториального роста можно избавиться, формируя плоский
                                                             фронт кристаллизации, что достаточно легко выполнимо при
граней 211 и 110 видно, что последние имеют гораздо
                                                             выращивании как ИСГГ, так и других скандий-галлиевых
меньшую ретикулярную плотность для обоих типов катионов
                                                             гранатов. Спрямлением фронта кристаллизации можно
и, следовательно, на них будут происходить менее сильные
                                                             практически подавить образование “гранного” дефекта для
изменения состава.
                                                             кристаллов ГСАГ. Однако, несмотря на кажущуюся простоту
   При оценке структурного совершенства кристаллов ГСАГ
                                                             решения этих проблем, необходимо отметить, что за счѐт
методом двукристального топографического спектрометра
                                                             малой устойчивости систем Ln2O3- Sc2O3-M2O3 (где Ln= Gd,
(ДТС) обнаружено, что на кривых дифракционного
                                                             Y; M= Ga,Al), выражающейся в резком изменении состава
отражения не наблюдалось сколько-нибудь заметного
                                                             при незначительном изменении условий выращивания,
уширения по сравнению с рассчитанной величиной, что в
                                                             требования к стабильности этих условий становятся очень
общем случае должно свидетельствовать о высоком
                                                             жѐсткими. Введение активирующих примесей для получения
структурном совершенстве образцов. Также в данных
                                                             стимулированного       излучения      будет      вызывать
образцах отсутствуют такие дефекты как, например, ростовая
                                                             дополнительные дефекты (“лучевой” дефект, поперечная
полосчатость, присущая кристаллам гадолиний-галлиевого и
                                                             полосчатость). Поэтому, при подборе условий выращивания
иттрий-скандий-галлиевого гранатов, полученных также
                                                             кристалла, а также выборе состава активной матрицы
методом Чохральского. Подобный факт связан с
                                                             необходимо учитывать также поведение активирующей
особенностями массопереноса в расплавах скандий-
                                                             примеси (коэффициент распределения и др. параметры).
аллюминиевых гранатов по сравнению с аналогичными
галлиевыми гранатами, обусловленными их более высокой        I.2. Лазерные кристаллы, активированные ионами
вязкостью, а также с технологией выращивания - размерами
тигля, скоростью вращения кристалла и др. Однако для
                                                                                   Cr4+
данных образцов характерно сильное растрескивание как в         Ионы хрома с нетрадиционным формальным зарядом Cr4+
центральной части, так и на периферии по характерным         входят    в   тетраэдрические    позиции    структуры   и
концентрическим окружностям, что указывает на наличие        демонстрируют широкополосное излучение в области 1.3-1.5
“гранного” дефекта в исследованных кристаллах ГСАГ.          мкм,    применяемое    для    создания    перестраиваемых
   Улучшения однородности можно добиться чисто               твердотельных лазеров. Другим важным применением
техническими приѐмами. Например, стабилизация                кристаллов, допированных ионами Cr4+, является их