Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2021,  том 18,  №4, 470-477

 

Людмила Ивановна Исаенко1, Александр Павлович Елисеев2, Алина Александровна Голошумова3, Максим Сергеевич Молокеев4, Александра Юрьевна Тарасова5†

Получение и исследование кристаллов смешанных галогенидов для низкофононных лазерных матриц

1, 2, 3, 5 Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, 630090, Новосибирск, Россия
1, 2, 3, 5 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, пр. ак. Коптюга, 3, 630090, Новосибирск, Россия
4 Институт физики им. Киренского СО РАН, ул. Академгородок, 50, 660036, Красноярск, Россия
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0001-9550-4137
2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-0509-2122
3 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-4100-9461
4 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-8297-0945
5 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-8954-7699

Настоящая работа посвящена выращиванию, исследованию кристаллической структуры и спектроскопических свойств кристаллов смешанных галогенидов (K,Rb)Pb2Cl5 и K0.5Rb0.5Pb2Br5, 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 K0.5Rb0.5Pb2Br5 были выращены методом Бриджмена (вертикальный вариант). Впервые получены легированные кристаллы состава K0.5Rb0.5Pb2Br5:Er3+. Исследована структура и спектроскопические характеристики выращенных кристаллов. Показано, что кристаллы бромидов прозрачны вплоть до 30 мкм. В легированной матрице K0.5Rb0.5Pb2Br5 ионы Er3+ проявляют интенсивный пик поглощения, что указывает на достаточно высокий коэффициент вхождения редкоземельного иона в структуру смешанного кристалла. Таким образом, кристаллы K0.5Rb0.5Pb2Br5:Er3+ могут рассматриваться в качестве перспективного кристаллического материала для генерации лазерного излучения, однако исследования их функциональных свойств должны быть продолжены.

Ключевые слова: кристаллический материал, лазерная матрица, галогениды, рост кристаллов, легирование, редкоземельные ионы, структура монокристаллов, оптическое пропускание, диапазон прозрачности, коэффициент вхождения.

УДК 538.958

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2021.04.009


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 18, No.4 (2021) 470-477

 

Ludmila I. Isaenko1, Aleksandr P. Yelisseyev2, Alina A. Goloshumova3, Maksim S. Molokeev4 Aleksandra Yu. Tarasova5†

Production and investigation of crystals of mixed halogenides for low-phonon laser matrices

1, 2, 3, 5 Novosibirsk State University, Pirogova Str., 2, Novosibirsk, 630090, Russia
1, 2, 3, 5 V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, ac. Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090, Russia
4 Kirensky Institute of Physics SB RAS, Akademgorodok Str., 50, Krasnoyarsk, 660036, Russia
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0001-9550-4137
2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-0509-2122
3 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-4100-9461
4 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-8297-0945
5 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , https://orcid.org/0000-0002-8954-7699

This work is devoted to the growth, investigation of the crystal structure and spectroscopic properties of crystals of mixed halides (K,Rb)Pb2Cl5 and K0.5Rb0.5Pb2Br5 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 K0.5Rb0.5Pb2Br5 crystals were grown by the Bridgman method (vertical version). Doped crystals of K0.5Rb0.5Pb2Br5: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 K0.5Rb0.5Pb2Br5: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, K0.5Rb0.5Pb2Br5:Er3+ crystals can be considered as a promising crystalline material for laser radiation generation, however, studies of their functional properties should be continued.

Keywords: crystalline material, laser matrix, halides, crystal growth, doping, rare earth ions, single crystal structure, optical transmission, transparency range, incorporation coefficient.