Получение кристаллов ниобата лития, обладающих повышенной стойкостью к лазерному излучению

Краткое описание. Успех на рынке высоких технологий в XXI веке будет в значительной степени обусловлен прогрессом в разработке новых функциональных материалов и оптимизации их характеристик. При этом диэлектрики, в частности, сегнетоэлектрические кристаллы и керамика формируют многие новейшие направления электроники, акусто - и оптоэлектроники, лазерной техники, систем связи и автоматики, оптических запоминающих сред, технологии обработки материалов и медицинской техники.

Наиболее технологичные для выращивания - кристаллы ниобата лития конгруэнтного состава, которые получаются достаточно однородными вдоль оси роста. Однако они отличаются более разупорядоченной структурой, чем кристаллы стехиометрического состава и обладают повышенной концентрацией дефектов различного рода, а вследствие этого - высокой чувствительностью к повреждению лазерным излучением, что ограничивает их использование в оптических устройствах. Кристаллы стехиометрического состава более упорядочены и более стойки к оптическому повреждению. Выращивание таких кристаллов достаточно больших размеров затруднено вследствие значительной неоднородности состава по длине були, возникающей в процессе роста, что обычно приводит не только к растрескиванию кристалла, но и к большому разбросу и нестабильности его физических параметров.

В институте разработан метод, позволяющий повысить стойкость конгруэнтных кристаллов ниобата лития к лазерному излучению и стабильность его физических характеристик за счет увеличения степени упорядочения его кристаллической структуры. Высокая степень упорядочения кристаллов, выращиваемых из шихты конгруэнтного состава, достигалась легированием катионами, имеющими ионные радиусы, близкие к радиусам ионов Li и Nb, и заряды, промежуточные между зарядами этих ионов. Такие катионы имеют высокий коэффициент вхождения и практически не искажают структуру. При этом в определенном диапазоне концентраций упорядочение катионной подрешетки кристалла существенно возрастает. Максимальная степень упорядочения структурных единиц наблюдается в области малых концентраций примесных ионов. При этом стойкость кристаллов к оптическому повреждению существенно возрастает. Малые концентрации примеси практически не изменяют свойства расплава и технологические режимы выращивания легированных монокристаллов почти не отличаются от режимов выращивания кристаллов из расплава конгруэнтного состава. Таким образом, сохраняя технологические преимущества выращивания крупногабаритных кристаллов ниобата лития из шихты конгруэнтного состава, можно приблизить их по степени структурного совершенства и стойкости к повреждению лазерным излучением к кристаллам стехиометрического состава.

Стадия разработки: НИОКР.

Сведения о промышленном применении: предприятие, на котором предполагается реализовать проект,- ЗАО <Северные кристаллы>, Апатиты, Промплощадка, 3,

Стадия разработки: лабораторные и опытные образцы.

Полная стоимость проекта: 4000 тыс. руб.

Срок реализации: 2 года.

Объем производства: 2-3 установки в год производительностью 1-5 т/см.

Срок окупаемости: 30 мес.

Контактная информация: к.т.н.Палатников М.Н. (815-55) 79549
e-mail: palat_mn@chemy.kolasc.net.ru