Нелинейный монокристалл ligate<sub>2</sub>: поиск условий роста и исследование оптических свойств

Гражданников С.А.; Коржнева К.Е.; Елисеев А.П; Криницын П.Г; Исаенко Л.И.

doi:10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.001

Инд. авторы:	Гражданников С.А., Коржнева К.Е., Елисеев А.П, Криницын П.Г, Исаенко Л.И.
Заглавие:	Нелинейный монокристалл ligate₂: поиск условий роста и исследование оптических свойств
Библ. ссылка:	Гражданников С.А., Коржнева К.Е., Елисеев А.П, Криницын П.Г, Исаенко Л.И. Нелинейный монокристалл ligate₂: поиск условий роста и исследование оптических свойств // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2020. - Т.17. - № 1. - С.9-13. - ISSN 1811-1416.
Внешние системы:	DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.001; РИНЦ: 42843361; РИНЦ: 42843361;
Реферат:	rus: В ходе исследования были получены монокристаллы LiGaTe₂ размерами до 15х15х30 мм³. Монокристаллы LGT получены согласно разработанной 3-хстадийной методике, включающей синтез соединения, гомогенизацию синтезированной шихты и выращивание монокристаллов LGT. Синтез соединения проводили путем сплавления элементарных компонентов Li, Ga и Te, при этом избыток Li и Te в исходном составе шихты составлял не более 15 ат. %. При подготовке шихты был оценен ее фазовый состав методом РФА. Соотношение фаз было получено методом Ритвельда. Содержание фазы LiGaTe₂ в синтезированной шихте достигало 98.35 % масс. Процесс гомогенизации проводили при температуре выше точки плавления вещества не более, чем на 50 К. Выращивание монокристаллов LGT проводили методом Бриджмена-Стокбаргера. Химический состав полученных кристаллов LGT контролировали методом атомно-эмиссионного спектрального анализа для Ga и Te и методом пламенной фотометрии для Li. Из полученных монокристаллов LiGaTe₂ изготовлены оптические элементы LGT с ориентировкой θ=28º, φ=0º и размером 6х5х1 мм³. Выявлены особенности кривой спектра пропускания оптического элемента, изготовленного на основе кристалла LGT, в области от 2 мкм до 20 мкм. Выявлены 2 группы пиков поглощения в области 3.5 мкм и 7 мкм, связанных с наличием OH^--групп в кристалле LGT, а также пик поглощения в области 8 мкм, связанный с примесью кислорода. Величина пропускания в диапазоне длин волн от 2 мкм до 20 мкм достигала 63.7%. eng: The LiGaTe₂ single crystals up to 15x15x30 mm³ in size have been obtained. LGT single crystals have been obtained according to the developed 3-stage technique, including synthesis of the LiGaTe₂ compound, homogenization of the synthesized charge and LGT crystal growth. The synthesis stage was carried out by fusing the elemental components of Li, Ga, and Te, while the excess of Li and Te in the initial charge composition did not exceed 15 at. %. The phase composition was estimated by the XRD method and the phase ratio was obtained by the Rietveld method. The content of LiGaTe₂ phase in the synthesized charge reached 98.35 mass. %. The homogenization step was carried out with the maximum value of melt overheating not exceeding 50 K. The LGT single crystals were grown by the Bridgman-Stockbarger method. The composition of obtained LGT crystals was analyzed by atomic absorption (for Ga and Te) and ﬂame photometry (for Li).The LGT optical elements with orientation θ = 28º, φ = 0º and a size of 6x5x1 mm³ have been made from the obtained LiGaTe₂ single crystals. The LGT optical element transmission spectrum curve features in the region from 2 μm to 20 μm are revealed. Two groups of absorption peaks in the region of 3.5 μm and 7 μm associated with the presence of OH - groups in the LGT crystal have been revealed, as well as an absorption peak in the region of 8 μm associated with an oxygen impurity.
Ключевые слова:	optical properties; x-ray diffraction; crystal growth; synthesis; LiGaTe₂ crystal; пропускание; оптические свойства; рентгенофазовый анализ; рост кристаллов; синтез; кристалл LiGaTe₂; transmission;
Издано:	2020
Физ. характеристика:	с.9-13
Цитирование:	1. Brückner J., I-III-VI-Verbindungshalbleiter-mit Lithium als Gruppe I-Element: Kristallzüchtung and Charakterisierung // Dissertation. Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg i. Br, Germany, 1997. 2. Zondy J.-J., Bielsa F., Douillet A., et al. Frequency doubling of CO2 laser radiation at 10.6 µm in the highly nonlinear chalcopyrite LiGaTe2 // Opt. Lett. - 2007. - V.12. - P. 1722-1724. 3. Kish Z.Z., Peresh E.Yu., Lazarev V.B., Semrad E.E., Systematics and the rules of variations in the properties of AIBIIIC2VI-type compounds // Inorg. Mater. - 1987. - V.23. - P. 697-703. 4. Isaenko L., Vasilyeva I., Merkulov A., et al., Growth of new nonlinear crystals LiMX2 (M = Al, In, Ga; X = S, Se, Te) for the mid-IR optics // J. Cryst. Growth - 2005. - V.275. - P. 217-223. 5. Yelisseyev A., Krinitsin P., Isaenko L., Grazhdannikov S., Spectroscopic properties of nonlinear optical LiGaTe2 crystal // Opt. Mater. - 2015. - V.42. - P. 276-280. 6. Atuchin V.V., Liang F., Grazhdannikov S., et al., Negative thermal expansion and electronic structure variation of chalcopyrite type LiGaTe2 // RSC Adv. - 2018. - V.8. - P. 9946-9955. 7. Grazhdannikov S.A., Krinitsyn P.G., Kurus' A.F., et al., LiGaTe2 (LGT) nonlinear crystal: Synthesis and crystal growth processes exploration // Mater. Sci. Semicond. Process. - 2017. - V.72. - P. 52-59. 8. Isaenko L.I., Yelisseyev A.P., Recent studies of nonlinear chalcogenide crystals for the mid-IR // Semicond. Sci. Technol. - 2016. - V.31. - 24 p. 9. Bruker AXS TOPAS V4: General profile and structure analysis software for powder diffraction data // User's Manual. Bruker AXS, Karlsruhe, Germany. - 2008. 10. Bruker AXS TOPAS V3: General profile and structure analysis software for powder diffraction data // User's Manual. Bruker AXS, Karlsruhe, Germany. - 2006. 11. Kokorina V.F. Glasses for Infrared Optics. - Boca Raton, USA: CRCPress, 1996. - 256 p.