Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2020,  том 17,  №1, 9-13

 

С.А. Гражданников1, К.Е. Коржнева1,2, А.П. Елисеев1, П.Г. Криницын1, Л.И. Исаенко1,2

Нелинейный монокристалл LiGaTe2: поиск условий роста и исследование оптических свойств

1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, пр. Академика Коптюга, 3, 630090, Новосибирск, Россия
2Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, Новосибирск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

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%.

Ключевые слова: кристалл LiGaTe2, синтез, рост кристаллов, рентгенофазовый анализ, оптические свойства, пропускание.

УДК 548.55

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2020.01.001


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 17, No.1 (2020) 9-13

 

S.A. Grazhdannikov1, K.E. Korzhneva1,2, A.P. Yelisseyev1, P.G. Krinitsyn1, L.I. Isaenko1,2

Nonlinear single crystal LiGaTe2: search for crystal growth conditions and optical properties study

1The V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, Akademika Koptyuga Pr., 3, Novosibirsk, 630090, Russia
2Novosibirsk National Research State University, Pirogova Str., 2, Novosibirsk, 630090, Russia

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.

Keywords: LiGaTe2 crystal, synthesis, crystal growth, X-ray diffraction, optical properties, transmission.