CC BY
7ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ
agcl0,25br0,75 - TLCL074BR026 И AGCLo,25BRo ,75 - tlbr0,46l0,54
Львов А.Е., Салимгареев Д.Д., Пестерева П.В., Южакова А.А., Кабыкина Е.Ю.,
Корсаков А.С., Жукова Л.В. *
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург * E-mail: [email protected] DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-170-171
Недавно описанные диаграммы состояния систем AgCl0)25Br0j5 - TlCl0)74Br0)26 и AgCl0j25Br0j5 - TlBr046I0 54 имеют ограниченную растворимость. На каждой из диаграмм имеются относительно широкие области граничных однофазных твердых растворов вблизи AgQ025Br075, TlCl0 74Br0,26 и TlBr0,46l0,54. В этих областях возможен синтез монокристаллов с различной кубической структурой решетки: Fm3m при образовании твердых растворов на основе AgQ025Br075 и Pm3m в случае твердых растворов на основе TlQ0j74Br0j26 и TlBr046I0 54. Фазовые диаграммы также показали наличие гетерогенных областей, в которых возможен синтез двухфазной керамики с решетками типа Fm3m + R-3 и Pm3m + R-3.
На основе фазовых диаграмм систем AgQ025Br075 - TlCl074Br026 и AgCl025Br075 - TlBr046I0 54 были получены образцы монокристаллов и оптической керамики различного состава, из которых изготавливались плоскопараллельные пластины по методу горячего прессования [1] для измерения оптических свойств. На первом этапе были исследованы диапазоны спектрального пропускания монокристаллов и керамики с помощью спектрофотометра UV-1800, Shimadzu, ИК Фурье спектрометра IR Prestige-21, Shimadzu и спектрометра Vertex-80, Bruker. Материалы на основе системы AgCl0j25Br0j75 - TlCl0 74Br0 26 прозрачны от видимой до дальней ИК области в диапазоне 400°нм
- 60 мкм. Монокристаллы и двухфазная керамика на основе твердых растворов системы AgCl025Br075
- TlBr046I0 54 прозрачна от 460 нм до 60 мкм. Для определения показателей преломления в диапазоне от 2.2 до 14.0 мкм использовалась спектроскопическая методика [2], основанная на анализе устойчивой интерференционной картины, полученной на тонких и плоскопараллельных образцах.
Показатели преломления систем AgCl025Br075 - TlCl074Br026 и AgCl025Br075 - TlBr046I054 представлены в Таблицах 1-2.
Таблица 1. Дисперсия показателя преломления образцов системы AgCl0JsBr0,75 - Т1Вг0,461054
Длина волны X, мкм Состав
1Л г—- £ m 1Л (N •О о ад < « ¡с vo ^ „о" ^ Spq Н < « ¡с vo ^ „о" а ^ £9 н <с « S sP ^ ^ НН 1Л К ю (N О CD os Щ ад Н < « ¡12 ч® ^ ,о о^ 41 ^ I ~ 8 ^ pq У. m н ад н < о « S а ~ 0 ^ <4 S £ Шад о « S £ О ^ <4 S ^ PQ У as р ад н <с 1Л CD Ю тГ £9 Н
2,2 - 2,188±0,009 2,218±0,010 2,240±0,010 2,276±0,011 2,352±0,010 2,373±0,011 2,399±0,009
3 2,156 2,172±0,008 2,194±0,009 2,220±0,011 2,253±0,010 2,329±0,009 2,359±0,011 2,389±0,009
4,5 2,154 2,166±0,008 2,184±0,009 2,208±0,011 2,239±0,010 2,316±0,009 2,348±0,011 2,381±0,009
5 2,148 2,162±0,008 2,180±0,009 2,203±0,011 2,235±0,010 2,309±0,009 2,346±0,011 2,377±0,009
8 2,138 2,157±0,008 2,174±0,010 2,197±0,012 2,224±0,010 2,301±0,009 2,337±0,011 2,373±0,009
10,6 2,123 2,150±0,008 2,167±0,010 2,187±0,012 2,210±0,010 2,291±0,009 2,320±0,011 2,368±0,009
12 2,108 2,138±0,008 2,164±0,010 2,180±0,013 2,205±0,010 2,282±0,009 2,315±0,011 2,365±0,009
14 2,107 2,132±0,009 2,153±0,010 2,178±0,014 2,195±0,010 2,278±0,009 2,303±0,011 2,361±0,009
Как и в других твердых растворах галогенидов серебра и одновалентного таллия [3-6], в системах Л§С10,25Вг0>75 - Т1С10,74Вг0,2б и AgQ0)25Bг0)75 - Т1Вг0,4б10,54 наблюдается уменьшение показателя преломления при увеличении длины волны в пределах каждого состава. В результате замещения в анионной подрешетке более легких на более тяжёлые по молекулярной массе элементы наблюдается увеличение показателя преломления на всех длинах волн. Это также приводит к уменьшению Egopt и,
как следствие, смещению коротковолновой границы поглощения в область больших значений длин волн.
Таблица 2. Дисперсия показателя преломления образцов системы AgCl0J5Br0,75 - TlCl0,74Br0J6
Длина волны X, мкм Состав
1Л г—- £ m 1Л (N •О Ö ад < 1Л г—- £ m 1Л (N d хо о о^ ад H « о и S vo en .CD m г—• ö' о н в ю сч PQ S со п " H S' хо О о^ ад H « о м в ю сч со ^ l о ь Л ° ад H < о м m в ю сч со ^ l tf о pq- ь Л ° ад ч < о м ю 00 в ю сч со ^ l [3 ь Л ° ад H < о м m Оs Ю (N t—• CD [3 н
2,2 - 2,186±0,008 2,194±0,010 2,208±0,011 2,219±0,010 2,228±0,010 2,257±0,010
3 2,156 2,167±0,008 2,172±0,007 2,185±0,011 2,196±0,010 2,203±0,010 2,208±0,010
4,5 2,154 2,159±0,008 2,163±0,010 2,174±0,011 2,182±0,010 2,188±0,010 2,194±0,010
5 2,148 2,154±0,008 2,159±0,010 2,167±0,011 2,178±0,010 2,184±0,010 2,191±0,010
8 2,138 2,144±0,008 2,150±0,010 2,164±0,011 2,173±0,010 2,177±0,010 2,184±0,010
10,6 2,123 2,134±0,008 2,144±0,010 2,153±0,011 2,165±0,010 2,173±0,010 2,179±0,010
12 2,108 2,125±0,008 2,137±0,010 2,150±0,011 2,161±0,010 2,167±0,010 2,177±0,010
14 2,107 2,119±0,008 2,133±0,010 2,146±0,011 2,155±0,010 2,163±0,010 2,173±0,010
Также была определена мнимая часть показателей преломления. Значения мнимых частей показателей преломления показывают уровень затухания излучения в оптических материалах и лежат в диапазоне от 0,15 • 10-4 до 1,46 • 10-4.
У образцов 3, 6, 9 мол. % TlBr0,46Io,54 в AgQ0,25Br0,75 и чистого TlBr0,46Io,54 наблюдается тенденция к увеличению мнимой части показателя преломления с увеличением длинны волны, у образцов 32 и 76 % TlBr046I0 54 в AgQ0,25Br0,75 - к уменьшению, у 92 мол. % TlBr046I0 54 в AgCl025Br0 75 какой-либо зависимости не наблюдается.
У образцов 3, 7, 31, 93 мол. % TlQ0 74Br026 в AgQ025Br0 75 и чистого TlQ074Br026 наблюдается тенденция к увеличению мнимой части показателя преломления с увеличением длинны волны, у образца, у 86 мол. % TlCl0,74Br0,26 в AgQ0,25Br0,75 какой-либо зависимости не наблюдается.
Таким образом разработанные монокристаллы и оптическая керамика на основе твердых растворов систем AgCl025Br0 75 - TlCl074Br026 и AgCl025Br0 75 - TlBr046I0 54 обладают высокими функциональными свойствами и перспективны для применения в качестве материалов инфракрасной волоконной оптики.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-73-10108, https://rscf.ru/project/21-73-10108/.
Литература
1. Zhukova L., et al, Ch. Opt. Lett. 19-2, 021602 (2021)
2. Rogers J.R., Hopler M.D, J. Opt. Soc. Am. A5 1595-1600 (1988)
3. Korsakov A.S., et al, App. Opt. 54, 26, 8004-8009 (2015)
4. Korsakov A.S., et al, Opt. and Las. Tech. 93, 18-23 (2017)
5. Salimgareev D.D., et al, J. of All. and Compound. 938, 168525 (2023)
6. Salimgareev D.D., et al, App. Mat. Tod. 32 101809 (2023)
