Тарасова А.Ю.   Исаенко Л.И.   Мельникова С.В.   Пашков В.М.  

Исследование влияния изоморфного замещения K ↔ Rb на структуру и фазовый переход в твёрдых растворах KxRb1-xPb2Br5

Докладчик: Тарасова А.Ю.

Использование лазерных диодов для селективной накачки активных сред на основе кристаллов, легированных редкоземельными ионами (РЗИ), стимулирует поиск новых кристаллических матриц с узкими фононными спектрами, в которых минимальны тепловые потери, а излучательные процессы имеют высокий квантовый выход. Кристаллы KхRb1-хPb2Br5  представляют практический интерес как активные среды для лазеров среднего инфракрасного и видимого диапазонов излучения, телекоммуникационных усилителей и линий оптической связи [1].
Задачей исследования является получение кристаллов бромидов высокого оптического качества с высоким уровнем легирования РЗИ.
Синтез кристаллов осуществляли из бромидных солей высокой чистоты. Исходные реагенты марки «ХЧ» PbBr2 и «ОСЧ» KBr, RbBr очищали многократной направленной кристаллизацией с удалением загрязненных частей. Кристаллы выращивали методом Бриджмена с линейным температурным градиентом в ростовой зоне около 20є/см. Скорость движения ампулы в холодную зону составляла 1–4 мм/сутки.
Наши данные показали, что при замещении атомов калия на атомы рубидия существуют области твердых растворов с различными кристаллографическими структурами. При изменении состава твердых растворов 0.35≤х≤1 соединение кристаллизуется в моноклинной сингонии, при 0≤х≤0.3 в тетрагональной. В моноклинных кристаллах наблюдаются оптические неоднородности – система двойников возникающих в результате сегнетоэластического фазового перехода. Но температура фазового перехода существенно зависит от состава. А следовательно, и условия образования дефектов последовательно изменяется при изменении х.
Используя ситуацию, при которой наблюдается небольшая разница между температурой плавления и температурой фазового перехода, наблюдаемая при х=0.5, была проведена кристаллизация из переохлаждённого расплава в температурной области существования только моноклинной фазы, минуя ромбическую. Таким способом удалось избежать фазовый переход и образование сегнетоэластических двойников. В результате такого эксперимента получены монокристаллы K0,5Rb0,5Pb2Br5 хорошего оптического качества с хорошим коэффициентом распределения РЗИ, на уровне 0.15, достаточным для эффективной генерации лазерного излучения [2].
[1] L.I. Isaenko, A.P. Yelisseyev, V.A. Nadolinny, V.I. Pashkov, M.C. Nostrand, S.A. Payne, R.H. Page, and R.W. Solarz. Solid State Lasers.  Proc.SPIE 3265, 242–249 (1998).
[2] L.I. Isaenko, A.A. Merkulov, S.V. Melnikova, V.M. Pashkov and A.Yu. Tarasova //Crystal Growth & Design. 2009. 9 (5). pp 2248–2251 March 6
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 34. 
 


К списку докладов