Структурная обусловленность свойств. Часть III. Кристаллохимия лазерных кристаллов. Кузьмичева Г.М. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

17
Действительно, КП-состав {Y
2.93
Sc
0.07
}[Sc
1.36
Ga
0.64
]Ga
3
O
12
,
находится в области IIA. Как видно из рис. 3а, большая часть
допированных кристаллов состава Y
3
[Sc
1.4
Ga
0.6
]Ga
3
O
12
: Nd
3+
,
Cr
3+
располагаются вне области IIA.
Гадолиний-скандий галлиевый гранат (ГСГГ)
На рис. 3б приведена зависимость r
VIII
– r
VI
для
номинально-чистых образцов ГСГГ. При построении данной
зависимости использовались данные о составах номинально-
чистых кристаллов, определѐнных методом
рентгенофлуоресцентного и рентгеноструктурного анализов,
а также с использованием кристаллохимического подхода.
Кроме того, были привлечены данные по керамическим
образцам.
На основании использованных данных выделены области
существования различных типов твѐрдых растворов: в
области I существуют однофазные как монокристаллические,
так и поликристаллические твѐрдые растворы
Gd
3
[Sc
y
Ga
2-y
]Ga
3
O
12
(твѐрдые растворы I), а также
поликристаллические твѐрдые растворы Gd
3-x
Sc
x
[Sc
y
Ga
2-
y
]Ga
3
O
12
(твѐрдые растворы II). В области II существуют
однофазные монокристаллические твѐрдые растворы II и,
наконец, в области III - поликристаллические твѐрдые
растворы I, II и твѐрдые растворы состава Gd
3
[Gd
z
Sc
y
Ga
2-y-
z
]
Ga
3
O
12
(твѐрдые растворы III). Отметим, что область II, по-
видимому, представляет собой область существования
стабильных монокристаллических твѐрдых растворов II, т.е.
область существования КП-состава, а прямая II является
второй предельной прямой, определяющей максимальное
содержание Sc в октаэдрической позиции. Экспериментально
КП-состав ГСГГ были определены как Gd
2.957
Sc
0.043
18
[Sc
1.862
Ga
0.138
]Ga
3
O
12
и Gd
2.95
Sc
0.05
[Sc
1.85
Ga
0.15
]Ga
3
O
12
. Оба
эти состава совпадают друг с другом в пределах погрешности
определения. На диаграмме r
VIII
– r
VI
точка, отвечающая этому
составу, лежит прямо посередине области II.
Гадолиний- скандий алюминиевый гранат (ГСАГ)
На рис. 3в приведена зависимость r
VIII
– r
VI
для кристаллов
ГСАГ, где собраны известные данные по составам
номинально-чистых поликристаллических образцов,
монокристаллов, составы которых определены с
привлечением кристаллохимического подхода и данным РСА.
Как видно из рисунка, при 0 < y 2 поликристаллические
твѐрдые растворы типа Gd
3
[Sc
y
Al
2-y
]Al
3
O
12
(твѐрдые растворы
I) представляют собой смесь двух фаз со структурой граната и
перовскита. Это дало возможность предположить, что фазы,
имеющие структуру граната, относятся к твѐрдым растворам
II с общим составом {Gd
3-x
Sc
x
}[Sc
y
Al
2-y
]Al
3
O
12
. Область
существования монокристаллических номинально-чистых
твѐрдых растворов II ограничена прямыми 1, 2 и 3. На
основании имеющегося экспериментального материала не
исключено, что, прямая 1 не является предельной по
соотношению r
VIII
и r
VI
. КП-состав Gd
2.88
Sc
0.12
[Sc
1.77
Al
0.23
]Al
3
O
12
, определѐнный с помощью (d-a-x-y)-
диаграммы (d - плотность, a - параметр ячейки, x и y -
соответственно содержание Sc в додекаэдрической и
октаэдрической позициях), располагается вблизи предельной
прямой. Также необходимо отметить узость области
существования стабильной системы полиэдров на основе КП-
состава ГСАГ, что вероятно связано с большим различием
размеров ионов Gd
3+
и Al
3+
.
                              17                                                             18
Действительно, КП-состав {Y2.93Sc0.07}[Sc1.36Ga0.64]Ga3O12,     [Sc1.862Ga0.138]Ga3O12 и Gd2.95Sc0.05 [Sc1.85Ga0.15]Ga3O12. Оба
находится в области IIA. Как видно из рис. 3а, большая часть    эти состава совпадают друг с другом в пределах погрешности
допированных кристаллов состава Y3[Sc1.4Ga0.6]Ga3O12: Nd3+,     определения. На диаграмме rVIII – rVI точка, отвечающая этому
Cr3+ располагаются вне области IIA.                             составу, лежит прямо посередине области II.
      Гадолиний-скандий галлиевый гранат (ГСГГ)                     Гадолиний- скандий алюминиевый гранат (ГСАГ)
   На рис. 3б приведена зависимость rVIII – rVI для                 На рис. 3в приведена зависимость rVIII – rVI для кристаллов
номинально-чистых образцов ГСГГ. При построении данной          ГСАГ, где собраны известные данные по составам
зависимости использовались данные о составах номинально-        номинально-чистых            поликристаллических       образцов,
чистых        кристаллов,       определѐнных        методом     монокристаллов,          составы      которых   определены        с
рентгенофлуоресцентного и рентгеноструктурного анализов,        привлечением кристаллохимического подхода и данным РСА.
а также с использованием кристаллохимического подхода.              Как видно из рисунка, при 0 < y 2 поликристаллические
Кроме того, были привлечены данные по керамическим              твѐрдые растворы типа Gd3[ScyAl2-y]Al3O12 (твѐрдые растворы
образцам.                                                       I) представляют собой смесь двух фаз со структурой граната и
   На основании использованных данных выделены области          перовскита. Это дало возможность предположить, что фазы,
существования различных типов твѐрдых растворов: в              имеющие структуру граната, относятся к твѐрдым растворам
области I существуют однофазные как монокристаллические,        II с общим составом {Gd3-xScx}[ScyAl2-y]Al3O12. Область
так и поликристаллические твѐрдые растворы                      существования монокристаллических номинально-чистых
Gd3[ScyGa2-y]Ga3O12 (твѐрдые растворы I), а также               твѐрдых растворов II ограничена прямыми 1, 2 и 3. На
поликристаллические твѐрдые растворы Gd3-xScx [ScyGa2-          основании имеющегося экспериментального материала не
y]Ga3O12 (твѐрдые растворы II).    В области II существуют      исключено, что, прямая 1 не является предельной по
однофазные монокристаллические твѐрдые растворы II и,           соотношению        rVIII    и    rVI.   КП-состав    Gd2.88Sc0.12
наконец, в области III - поликристаллические твѐрдые            [Sc1.77Al0.23]Al3O12, определѐнный с помощью (d-a-x-y)-
растворы I, II и твѐрдые растворы состава Gd3[GdzScyGa2-y-      диаграммы (d - плотность, a - параметр ячейки, x и y -
z]Ga3O12 (твѐрдые растворы III). Отметим, что область II, по-   соответственно содержание Sc в додекаэдрической и
видимому, представляет собой область существования              октаэдрической позициях), располагается вблизи предельной
стабильных монокристаллических твѐрдых растворов II, т.е.       прямой. Также необходимо отметить узость области
область существования КП-состава, а прямая II является          существования стабильной системы полиэдров на основе КП-
второй предельной прямой, определяющей максимальное             состава ГСАГ, что вероятно связано с большим различием
содержание Sc в октаэдрической позиции. Экспериментально        размеров ионов Gd3+ и Al3+.
КП-состав ГСГГ были определены как Gd2.957Sc0.043

Страницы