Инд. авторы:	Потекаев А.И., Андреев Ю.М., Кох К.А., Светличный В.А.
Заглавие:	Влияние легирования на механические свойства нелинейных кристаллов gase
Библ. ссылка:	Потекаев А.И., Андреев Ю.М., Кох К.А., Светличный В.А. Влияние легирования на механические свойства нелинейных кристаллов gase // Деформация и разрушение материалов. - 2016. - № 6. - С.14-19. - ISSN 1814-4632.
Внешние системы:	РИНЦ: 26388131;
Реферат:	eng: The study of mechanical properties of S-, In-, Те-, Al-, Er- and Ag-doped GaSe crystals in comparison with pure GaSe has been carried out. Crystals were grown by the modified Bridgman technique with a heat field rotation. S-doped GaSe crystals demonstrated the best optical properties, while GaSe:Al crystals had the highest micro hardness. For the first time, the additive effect of double-element doping in the modification of GaSe physical properties was found out. S- and Al-doped GaSe demonstrated the highest laser frequency conversion efficiency and the ability to crack under high light intensity similar to glass. rus: Исследовано влияние легирования серой, индием, теллуром, алюминием, эрбием и серебром на механические свойства нелинейных кристаллов GaSe, выращенных модифицированным методом Бриджмена с вращением теплового поля. Кристаллы GaSe:S имели лучшие оптические свойства, а кристаллы GaSe:Al — самую высокую микротвердость. В идентичных условиях эксперимента выявлено аддитивное влияние двойного легирования на свойства GaSe: кристаллы, легированные серой и алюминием, показали максимально высокую эффективность преобразования частоты лазерного излучения и наибольшую твердость. Подтверждением возросшей твердости является появившаяся способность к растрескиванию под воздействием высокоинтенсивного излучения, характерная для стекла.
Ключевые слова:	doping; Bridgman-Stockbarger method; Growth technology; doped GaSe crystal; твердость; легирование; метод Бриджмена—Стокбаргера; ростовая технология; нелинейные кристаллы GaSe; hardness;
Издано:	2016
Физ. характеристика:	с.14-19
Цитирование:	1. 1. Klemm W., Vogel H. U.V. Uber die chalkogenide von gallium und indium // Zeitschrift für Anorganische Chemie. 1934. V. 219. P. 45—64. 2. 2. Абдуллаев Г. Б., Кулевский Л. А., Прохоров А. М., Савельев А. Д., Салаев Э. Ю., Смирнов В. В. GaSe — новый эффективный материал для нелинейной оптики // Письма в ЖЭТФ. 1972. Т. 16. № 3. С. 130—132. 3. 3. Dmitriev V. G., Gurzadyan G. G., Nikogosyan D. N. Handbook for nonlinear optical crystals. Berlin: Springer, 1999. 414 p. 4. 4. Shi W., Ding Y. J. A monochromatic and high-power terahertz source tunable in the ranges of 2.7—38.4 and 58.2—3540 µm for variety of potential applications // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. P. 1635—1637. 5. 5. Ding Y. J., Shi W. Widely tunable monochromatic THz sources based on phase-matched difference-frequency generation in nonlinear-optical crystals: A novel approach // Las. Phys. 2006. V. 16. P. 562—570. 6. 6. Andreev Y. M., Apollonov V. V., Shakir Y. A., Verozubova G. A., Gribenyukov A. I. Submillimeter waves generation with ZnGeP2 crystals // J. Korean Phys. Soc. 1998. V. 33. P. 356—361. 7. 7. Chen C. W., Tang T. T., Lin S. H., Huang J. Y., Chang C. S. Optical properties and potential applications of ε-GaSe at terahertz frequencies // JOSA. 2009. V. B26. P. A58-A65. 8. 8. Назаров М. М., Шкуринов А. П., Ангелуц А. А., Сапожников Д. А. Выбор нелинейных оптических и полупроводниковых преобразователей фемтосекундного лазерного импульса в терагерцовый диапазон // Изв. вузов. Радиофизика. 2009. Т. 52. № 8. C. 595—606. 9. 9. Tochitsky S. Y., Sung C., Trubnick S. E., Joshi C., Vodopyanov K. L. High-power tunable, 0.5—3 THz radiation source based on nonlinear difference frequency mixing of CO2 laser lines // JOSA. 2007. V. B24. P. 2509—2516. 10. 10. Fernelius N. C. Properties of gallium selenide single crystal // Prog. Cryst. Growth Charact. 1994. V. 28. P. 275—353. 11. 11. Kokh K. A., Andreev Y. M., Svetlichnyi V. A., Lanskii G. V., Kokh A. E. Growth of GaSe and GaS single crystals // Cryst. Res. Technol. 2001. V. 46. P. 327—330. 12. 12. Kokh K. A., Molloy J. F., Naftaly M., Andreev Y. M., Lanskii G. V., Svetlichnyi V. A. Growth and optical properties of solid solution crystals GaSe1-xS // Mater. Chem. Phys. 2015. V. 154. P. 152—157. 13. 13. Андреев Ю. М., Вайтулевич Е. А., Кох К. А., Ланский Г. В., Лосев В. Ф., Лубенко Д. М., Светличный В. А., Солдатов А. Н., Шайдуко А. В. Оптимальное легирование кристаллов GaSe для нелинейно-оптических применений // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56. № 11. C. 37—44. 14. 14. Guo J., Xie J.-J., Zhang L.-M., Li D.-J., Yang G.-L., Andreev Y. M., Kokh K. A., Lanskii G. V., Shabalina A. V., Shaiduko A. V., Svetlichnyi V. A. Characterization of Bridgman grown GaSe: Al crystals // Cryst. Eng. Comm. 2013. V. 15. P. 6323—6328. 15. 15. Zhang Y.-F., Wang R., Kang Z.-H., Qu L.-L., Jiang Y., Gao J.-Y., Andreev Y. M., Lanskii G. V., Kokh K. A., Morozov A. N., Shaiduko A. V., Zuev V. V. AgGaS2- and Al-doped GaSe crystals for IR Applications // Opt. Commun. 2011. V. 284. P. 1677—1681. 16. 16. Feng Z.-S., Guo J., Xie J.-J., Zhang L.-M., Gao J.-Y., Andreev Y. M., Izaak T. I., Kokh K. A., G. Lanskii V., Shaiduko A. V., Shabalina A. V., Svetlichnyi V. A. GaSe:Er crystals for SHG in the infrared spectral range // Opt. Commun. 2014. V. 318. P. 205—211. 17. 17. Petrov V., Panyutin V. L., Tyazhev A., Marchev G., Zagumennyi A. I. GaS0.4Se0.6: Relevant properties and potential for 1064 nm pumped mid-IR OPOs and OPGs operating above 5 µm // Las. Phys. 2011. V. 21. P. 774—781. 18. 18. Miyata K., Marchev G., Tyazhev A., Panyutin V., Petrov V. Picosecond mid-infrared optical parametric amplifier based on the wide-bandgap GaS0.4Se0.6 pumped by a Nd:YAG laser system at 1064 nm // Opt. Lett. 2011. V. 36. P. 1785—1787. 19. 19. Marchev G., Tyazhev A., Panyutin V., Petrov V., Noack F. Some properties of the mixed GaS0.4Se0.6 nonlinear crystal in comparison to GaSe // Proc SPIE. N 7917. Art. N 79171G. P. 1—10. 20. 20. Feng Z.-S., Kang Z.-H., Li X.-M., Gao J.-Y., Andreev Y. M., Atuchin V. V., Kokh K. A., Lanskii G. V., Potekaev A. I., Shaiduko A. V., Svetlichnyi V. A. Impact of fs and ns pulses on solid solution crystals Ga1-xInxSe and GaSe1-xSx // AIP Advances. 2014. V. 4. Art. N 037104. P. 1—6. 21. 21. Guo J., Li D.-J., Xie J.-J., Zhang L.-M., Feng Z.-S., Andreev Y. M., Kokh K. A., Lanskii G. V., Potekaev A. I., Shaiduko A. V., Svetlichnyi V. A. Limit pump intensity for sulfur-doped gallium selenide crystals // Laser Phys. Lett. 2014. V. 11. Art. N 055401. P. 1—4. 22. 22. Ku S.-A., Chu W.-C., Luo C.-W., Andreev Y., Lanskii G., Shaiduko A., Izaak T., Svetlichnyi V. Optimal Te-doping in GaSe for non-linear applications // Optics Express. 2012. V. 20. P. 5029—5037. 23. 23. Guo J., Kang Z.-H., Feng Z.-S., Jiang Y., Gao J.-Y.,Xie J.-J., Zhang L.-M., Atuchin V., Andreev Y., Lanskii G., Shaiduko A. Tellurium and sulphur doped GaSe for mid-IR applications // Appl. Phys. 2012. V. B108. P. 545—552. 24. 24. Chu W.-C., Ku S.-A., Wang H. J., Luo C.-W., Andreev Y. M., Lanskii G., Kobayashi T. Widely linear and non-phase-matched optics-to-THz conversion on GaSe:Te crystals // Opt. Lett. 2012. V. 37. P. 945—947. 25. 25. Сие Д.-Д., Гуо Д., Жанг Л.-М., Чен Ф., Дзян К., Андреев Ю. М., Атучин В. В., Горобец В. А., Ланский Г. В., Светличный В. А., Шайдуко А. В. Преобразование частоты наносекундного СО2-лазера в ТГц диапазон в легированных кристаллах GaSe // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. Т. 9. № 4. P. 486—494. 26. 26. Molloy J. F., Naftaly M., Andreev Y., Kokh K., Lanskii G., Svetlichnyi V. Absorption anisotropy in sulfur doped gallium selenide crystals studied by THz-TDS // Opt. Mater. Express. 2014. V. 4. P. 2451—2459. 27. 27. Howe J. M. The Al—Se (Aluminum—Selenium) system // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1989. V. 10. P. 650—652. 28. 28. Fischer P., Hälg W., Hulliger F. Magnetic ordering in HoBi, HoS, ErS and ErSe // Phys. B + C. 1985. V. 130. P. 551—554. 29. 29. Xie J.-J., Guo J., Zhang L.-M., Li D.-J., Yang G.-L., Chen F., Jiang K., Evdokimov M. E., Nazarov M. M., Andreev Y. M., Lanskii G. V., Kokh K. A., Kokh A. E., Svetlichnyi V. A. Optical properties of non-linear crystal grown from the melt GaSe—AgGaSe2 // Opt. Commun. 2013. V. 287. P. 145—149. 30. 30. Kokh K. A., Nenashev B. G., Kokh A. E., Shvedenkov G. Y. Application of a rotating heat field in Bridgman-Stockbarger crystal growth // J. Crystal. Growth. 2005. V. 275. P. E2129—E2134. 31. 31. Andreev Y. M., Kokh K. A., Lanskii G. V., Morozov A. N. Structural characterization of pure and doped GaSe by nonlinear optical method // J. Cryst. Growth. 2011. V. 318. P. 1164—1166. 32. 32. Guo J., Xie J. J., Li D. J., Yang G. L., Chen F., Wang C. R., Zhang L. M., Andreev Y. M., Kokh K. A., Lanskii G. V., Svetlichnyi V. A. Doped GaSe crystals for laser frequency conversion (review) // Light: Sci. Appl. 2015. V. 4. Art. N e362. P. 1—12.