Введение к работе
Актуальность темы. Тиогаллаты со структурами халькопирита и .дефектного халькопирита относятся к тройным халькогени-дам, Эти соединения обладают нелинейными, акустооптическими, сегнетоэлектрическими, полупроводниковыми свойствами. Большая пирина запрещенной зоны, высокая чувствителькость к видимому и ультрафиолетовому излучению, эффекты переключения, памяти и фильтрации одних (твердые растворы на основе Cd&aiJt/) позволяют использовать эти материалы э полупроводниковой технике и оптоэлектронике, а сочетание таких свойств, как прозрачность в широком диапазоне видимого и инфракрасного излучения, больиая величина коэффициента нелинейной восприимчивости, дву-лучепреломление и устойчивость к лазерному излучению для других (твердые растворы на основе Щ&^ц) привлекают внимание к этим соединениям как материалам нелинейной оптики - для генерации второй гармоники, параметрического преобразования частот, управления лазерным излучением.
Широкому использования тройных тиогаллатов в современных
приборах препятствуют трудности получения иХ высококачествен
ных кристаллов. Эти соединения имеют переменный химический
состав со сложной формой области гомогенности в коорлинатах
Т - X. Распад твердых растворов при низких температурах до
полнительно затрудняет Еырадивание качественных монокристал
лов. Поэтому необходимы экспериментальные исследования облас
тей устойчивости халькогенидных соединений со структурой де
фектного Халькопирита и выяснение оптимальных условий их по
лучения. ,
Цель работы, заключалась в комплексном исследовании двойных и тройных систем на основе напмия, ртути, галлия, серы и условий устойчивости тиогаллата кадмия -Cd&tXz&i » тиогаллата ртути - Нв6аг$Ч , и твердых растворов на их основе, а также в выяснении оптимальных условий выращивания монокристаллов с требуемыми физическими и оптическими свойствами. Поставленная цель конкретизируется в следующих задачах:
- исследование области гомоге:<я-сти твердого раствора на основе тиогаллата кадмия и его взаимодействия с другими фазами (Zn(*atSti ъЛ10йг$ч ) для выяснения условий получения монокристаллов заданного химического состава методом Бридкме-на - Стокбаргера и его модификациями;
разработка способа исследования гетерогенных равновесий в системах, содержащих летучий компонент для выяснения характера плавления тиогаллата ртути и тиогаллата кадмий -ртути и областей их кристаллизации;
определение области существования твердого раствора тиогаллата кадмий - ртути в системе ИдЗ~СУС -^. с целью выяснения химического состава монокристаллов, обладающих необходимыми физическими свойствами, и установление условий их получения;
г исследование способа выращивания твердых растворов на основе тиогаллата кадмия с изоморфно замещенными атомами Cd , изучение связи мекду химическим составом монокристаллов и их оптическими свойствами.
Научная новизна. Разработан новый способ исследования гетерогенных равновесий для систем с летучим компонентом.
Предложенным методом исследованы Р - Т - проекции Р-Т-х диаграмм состояния системі/о -6 viCd^HqaifS "-Gc^,
Шервые определена область существования твердого раствора на основе тиогаллата кадмий - ртути в системе t^S-CdS-C^
Уточнена микродиаграмма области существования твердого раствора на основе тиогаллата кадмия.
Изучены участок диаграммы состояния сиетемы 6/6.% с содержанием до IQ мол.^2пСя:^и диаграммы состояния системы CdGa-Su- MgOcii Sy , впервые определена область существования твердого раствора со структурой дефектного халькопирита Cdux М$х&4г$ц « ' '
Разработан способ выращивания монокристаллов твердого раствора на основе тиогаллата кадмия с требуемыми оптическими свойствами, который заключается в использовании взаимного влияния изоморфных примесей на свойства основной матриц.
Практическая значимость работы заключается а том, что:
выявлены условия устойчивости существования тиогаяяа-тов кадмия - ртути и твердых растворов на их основе;
на основе полученных данных определены рекимы синтеза и роста монокристаллов с заданными составом и свойствами;
разработана технология получения крупных высококачественных монокристаллов твердых растворов на основе ткогаллауа кадмия;
- виражень' монокристаллы тиогаллата кадмий - ртути и огаллата кадмия с изоморфно замещенными кадмием, олементы которых используются в различных оптических приборах.
Результаты исследований на протяжении ряда лет исполь-ются в ОКБ "Аметист" при выполнении научно-исследователь-их и опытно-конструкторских работ.
Материалы диссертации докладывались на 7 Всесоюзной кон-ренітии по росту кристаллов (Москва, І9Ш), на 7 Всесоюзном BetqaHHH "Кристаллические оптические материаты" (Ленинград, с)9), на Научно-технической конференции "Проблемы развития утниковой связи" (Москва, I9t0), на ІУ Всесоюзной конфе-нции "Термодинамика и материаловедение полупроводников" осква, I9U9), на Всесоюзной конференции "іизика и примене-е твердотельных лазеров" (Москва, 1990), на УІ Всесоязной нференции "Оптика лазеров" (Ленинград, 1990).
Результаты исследований также регулярно представлялись научных семинарах кафедры общей химик Краснодарского по-техкического института и опытно-конструкторского бюро метист".
Непосредственно по материалам диссертации опубликовано мь печатных работ, в том числе получено два авторских сви-тельства на способ получения монокристаллов на основе iGuiSt-. Получено положительное решение по заявке на изобре-ние "Способ определения границ фазовых полей".
Автор приносит глубокую благодарность научному руково-телю работы доктору химических наук, профессору Е.К.Акопо-за плодотворное обсуждение и критическое рассмотрение зультатов диссертации.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введе-я, трех глав, заключения и выводов и приложения. Она изло-на на 145 страницах машинописного текста, содержит 45 ринков, 30 таблиц и список литературы из 134 наименований.