Получение и исследование кристаллов смешанных галогенидов для низкофононных лазерных матриц

Исаенко Л.И.; Елисеев А.П; Голошумова А.А; Молокеев М.С.; Тарасова А.Ю.

doi:10.25712/ASTU.1811-1416.2021.04.009

Инд. авторы:	Исаенко Л.И., Елисеев А.П, Голошумова А.А, Молокеев М.С., Тарасова А.Ю.
Заглавие:	Получение и исследование кристаллов смешанных галогенидов для низкофононных лазерных матриц
Библ. ссылка:	Исаенко Л.И., Елисеев А.П, Голошумова А.А, Молокеев М.С., Тарасова А.Ю. Получение и исследование кристаллов смешанных галогенидов для низкофононных лазерных матриц // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2021. - Т.18. - № 4. - С.470-477. - ISSN 1811-1416.
Внешние системы:	DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2021.04.009; РИНЦ: 47318499;
Реферат:	eng: This work is devoted to the growth, investigation of the crystal structure and spectroscopic properties of crystals of mixed halides (K,Rb)Pb₂Cl₅ and K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅ doped with ions of rare earth elements, in comparison with ternary analogues. These materials are of interest as crystalline low-phonon laser matrices for efficient conversion of coherent radiation in the IR range. (K,Rb)Pb₂Cl₅ and K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅ crystals were grown by the Bridgman method (vertical version). Doped crystals of K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅:Er³⁺ composition were obtained for the first time. The structure and spectroscopic characteristics of the grown crystals were investigated. It is shown that the bromide crystals are transparent up to 30 microns. In the doped matrix of K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅:Er³⁺ rare earth ions exhibit an intense absorption peak, which indicates a sufficiently high incorporation coefficient of a rare-earth ion into the structure of a mixed crystal. Thus, K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅:Er³⁺ crystals can be considered as a promising crystalline material for laser radiation generation, however, studies of their functional properties should be continued. rus: Настоящая работа посвящена выращиванию, исследованию кристаллической структуры и спектроскопических свойств кристаллов смешанных галогенидов (K,Rb)Pb₂Cl₅ и K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅, легированных ионами редкоземельных элементов, в сравнении с тройными аналогами. Эти материалы представляют интерес в качестве кристаллических низкофононных лазерных матриц для эффективного преобразования когерентного излучения в ИК диапазоне. Кристаллы (K,Rb)Pb₂Cl₅ и K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅ были выращены методом Бриджмена (вертикальный вариант). Впервые получены легированные кристаллы состава K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅:Er³⁺. Исследована структура и спектроскопические характеристики выращенных кристаллов. Показано, что кристаллы бромидов прозрачны вплоть до 30 мкм. В легированной матрице K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅ ионы Er³⁺ проявляют интенсивный пик поглощения, что указывает на достаточно высокий коэффициент вхождения редкоземельного иона в структуру смешанного кристалла. Таким образом, кристаллы K_0.5Rb_0.5Pb₂Br₅:Er³⁺ могут рассматриваться в качестве перспективного кристаллического материала для генерации лазерного излучения, однако исследования их функциональных свойств должны быть продолжены.
Ключевые слова:	halides; crystal growth; doping; rare earth ions; single crystal structure; optical transmission; Transparency range; incorporation coefficient; кристаллический материал; лазерная матрица; галогениды; рост кристаллов; легирование; структура монокристаллов; оптическое пропускание; диапазон прозрачности; коэффициент вхождения; редкоземельные ионы; laser matrix; Crystalline material;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.470-477
Цитирование:	1. Furusawa K., Malinowski A., Price J.H.V., Monro T.M., Sahu J.K., Nilsson J., Richardson D.J. Cladding pumped ytterbium-doped fiber laser with holey inner and outer cladding // Opt. Express. 2001. V. 9. P. 714. 2. Isaenko L.I., Merkulov A.A., Tarasova A.Yu., Pashkov V.M., Drebushchak V.A. Coefficients of thermal expansion of the potassium and rubidium halogenide plumbates // J. Therm. Anal. Calorim. 2009. V. 95. P. 323-325. 3. Isaenko L.I., Yelisseyev A.P., Tkachuk A.M., Ivanova S.E. "NEW MONOCRYSTALS WITH LOW PHONON ENERGY FOR MID-IR LASERS" in Springer-Verlag Book "Mid-Infrared Coherent Sources and Application". Springer, Series B: Physics and Biophysics, Eds.: Majid Ebrahimzadeh and Irina Sorokina. 2007. P. 3-65. 4. Ogorodnikov I.N., Pustovarov V.A., Isaenko L.I., Tarasova A.Y., Yakovlev V.Y. Transient optical absorption and luminescence in APb(2)Cl(5) (A = K, Rb) crystals // Phys. Solid State. 2009. V. 51. P. 1640-1648. 5. Atuchin V.V., Isaenko L.I., Kesler V.G., Tarasova A.Yu. Single crystal growth and surface chemical stability of KPb2Br5 // J. Cryst. Growth. 2011. V. 318. P. 1000-1004. 6. Tarasova A.Yu., Seryotkin Yu.V., Pashkov V.M., Isaenko L.I. Coefficients of thermal expansion of KPb2Cl5 and RbPb2Br5 crystals // J. Therm. Anal. Calorim. 2011. V. 104. P. 795-796. 7. Турчин П.П., Парфенов А.А., Токарев Н.А., Нестеров А.Е., Тарасова А.Ю., Александров К.С. Импульсные автоматизированные измерения скоростей упругих волн в кристаллах // Ползуновский вестник. 2011. № 3-1. P. 143-147. 8. Tarasova A.Yu., Isaenko L.I., Kesler V.G., Pashkov V.M., Denysyuk N.M., Khyzhun O.Yu., Yelisseyev A.P. Electronic structure and fundamental absorption edges of KPb2Br5, K0.5Rb0.5Pb2Br5, and RbPb2Br5 single crystals // J. Phys. Chem. Solids. 2012. V. 73. P. 674-682. 9. Isaenko L.I., Ogorodnikov I.N., Pustovarov V.A., Tarasova A.Yu., Pashkov V.M. Optical and photoelectron spectroscopy studies of KPb2Cl5 and RbPb2Cl5 laser crystals // Opt. Mater. 2013. V. 35. P. 620-625. 10. Birks T.A., Knight J.C., Russell P.St.J. Endlessly single-mode photonic crystal fiber // Opt. Lett. 1997. V. 22. P. 961-963. 11. Isaenko L.I., Merkulov A.A., Melnikova S.V., Pashkov V.M., Tarasova A.Yu. Effect of K ↔ Rb Substitution on Structure and Phase Transition in Mixed KxRb1-xPb2Br5 Crystals // Cryst. Growth Des. 2009. V. 9. P. 2248-2251. 12. Sheldrick J.M. Crystal structure refinement with SHELXL // Acta Cryst. C. 2015. V. 71. P. 3-8. 13. Merkulov A.A., Isaenko L.I., Pashkov V.M., Mazur V.G., Virovets A.V., Naumov D.Yu. Crystal structure of KPb2Cl5 and KPb2Br5 // J. Struct. Chem. 2005. V. 46. P. 103.