CC BY
37
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 548.73, 539.264
РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ ИТТЕРБИЙ-ЭРБИЕВЫХ ОКСИФТОРИДНЫХ НАНОСТЕКЛОКЕРАМИК А.О. Трофимов, А.Ю. Бибик, Р.К. Нурыев, Н.В. Никоноров, Е.В. Колобкова, В.А. Асеев
Исследованы кристаллические фазы наностеклокерамик, активированных ионами иттербия и эрбия, методом рент-генофазового анализа. Определены состав кристаллической фазы, размер кристаллов и параметры элементарной ячейки.
Ключевые слова: рентгеновская дифракция, кристаллическая фаза, наностеклокерамика.
В настоящее время прозрачные фторсодержащие наностеклокерамики представляют большой интерес в качестве активных сред для лазеров, усилителей и конверторов света [1]. При разработке таких материалов необходимо контролировать состав и размер кристаллической фазы. Такой контроль необходим для управления степени вхождения активатора в кристаллическую фазу и уменьшения уровня светорассеяния на границе раздела фаз. Настоящая работа посвящена рентгенофазовому исследованию свойств свинцово-фторидных наностеклокерамик, активированных ионами иттербия и эрбия.
1,4
ч 2 1,2
н о
е 1,0
10,8 «
§ 0,6 и
<и
| 0,4
0,2
Стеклокерамика 120 мин
Стеклокерамика 60 мин
Стеклокерамика 30 мин
Стекло
О >-
■о
/ \
1,0
Ч <и
1С
0,8
8 0,6
и «
13 0,4 и
<и
! 0,2
26
28
28, град.
30
32
0,0 1450
1600 1650
1500 1550
Длина волны, нм а б
Рисунок. Дифрактограммы стекла и стеклокерамик, активированных эрбием (0,1 мол.%) (а); спектры поглощения стекла и стеклокерамики (б)
В работе исследованы иттербий-эрбиевые стекла состава 308Ю2-15АЮ3/2-29С№2-18РЬР2-52иР2-хБгР3-(3-х)УЪР3, где х=0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5. Для получения прозрачной наностеклокерамики исходные стекла подвергались вторичной термообработке при температуре 500°С. Температура вторичной термообработки выбиралась, исходя из данных, полученных методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Время термообработки составило 30, 60 и 120 мин. Рентгенофазовый анализ проводился на длине волны Х=1,5418 А (СиКа).
Исследования стеклокерамик с замещенными на иттрий ионами редкой земли показали, что в результате термообработки формируется кубическая гранецентрированная элементарная ячейка, в кристаллографическом отношении соответствующая кристаллу РЪУОР3 [2]. Постоянная решетки равна 5,74 А. При активации иттербием и эрбием формируется аналогичная флюоритоподобная кристаллическая фаза. Однако постоянная решетки в этом случае изменяется и равна 5,79 А. Размеры кристалла рассчитаны по формуле Шеррера и достигают 40 нм. Увеличение времени термообработки приводит к увеличению интенсивности дифракционных пиков (рисунок, а). Однако ширина пиков по 29 на полувысоте не меняется. Это означает, что увеличение времени термообработки не приводит к значительному изменению размера кристаллов, а изменение интенсивности пиков связано с увеличением объема кристаллической фазы. При этом процесс объемной кристаллизации полностью проходит за 2 часа. Увеличение постоянной решетки свидетельствует о том, что редкоземельные ионы переходят в кристалл, замещая иттрий, т.е. формируется кристалл вида РЪУЬ(1-х)БГ(х)ОР3. Это подтверждается спектрами поглощения для данных наностеклокерамик (рисунок, б). Исходя из этого, можно заключить, что присутствие фторидов редкоземельных ионов полностью обусл] вливает выделение флюоритоподобной кристаллической фазы, а их концентрация в исходном стекле полностью определяет объем выделившейся фазы. Таком образом, прозрачные оксифторидные наностеклокерамики, легированные иттербием и эрбием, являются перспек-
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 6 (82)
тивными кандидатами для различных приложений фотоники как активные среды для лазеров, усилителей и конверторов света.
Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Соглашение № 14.B37.21.0169, Минобрнауки РФ).
1. Асеев В.А., Колобкова Е.В., Некрасова Я.А. Низкотемпературные измерения апконверсионной люминесценции в наноструктурированных активированных стеклокерамиках // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. - № 3 (73). - С. 22-25.
2. Асеев В.А., Голубков В.В., Колобкова Е.В., Никоноров Н.В. Лантаноидные оксифториды свинца в стеклообразной матрице // Физика и химия стекла. - 2012. - Т. 38. - № 2. - С. 238-246.
Трофимов Александр Олегович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, студент, Exeptional777@mail.ru
Бибик Анастасия Юрьевна - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, студент, Anastasiya.bibik@list.ru
Нуриев Рустам Ккакбаевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, аспирант, Nuryev@oi.ifmo.ru
Никоноров Николай Валентинович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой, Nikonorov@oi.ifmo.ru Колобкова Елена Вячеславовна - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор химических наук, профессор, Kolobok106@rambler.ru Асеев Владимир Анатольевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, ассистент, Aseev@oi.ifmo.ru
УДК 621.396
СПОСОБ РАСШИРЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОБИЛЬНОГО ТЕРМИНАЛА МОНИТОРИНГА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ А.А. Тихомолов, К.О. Ткачев, Н.С. Кармановский
Представлена структурная схема модульного мобильного терминала мониторинга подвижных объектов с применением двух однокристальных микроконтроллеров, объединенных одной системной шиной. Предложенное решение существенно расширяет функциональные возможности терминала и делает его легко адаптируемым под требования конкретных заказчиков. Схема реализована в конструкции блока, прошедшего сертификацию. Ключевые слова: мобильный терминал, микроконтроллер, модульный принцип.
Мобильный терминал мониторинга подвижных объектов - устройство, устанавливаемое на транспортное средство и обеспечивающее автоматическое определение координат по спутниковым навигационным радиосигналам, передачу в центр мониторинга координатной и служебной информации о состоянии его исполнительных устройств. В случае необходимости мобильный терминал обеспечивает голосовую связь с центром мониторинга, прием сигналов из центра мониторинга и их обработку исполнительными устройствами. Типовая структурная схема мобильного терминала включает однокристальный микропроцессор и подключенные к нему навигационный приемник, радиоканальный модем передачи данных, энергонезависимую память, исполнительные устройства и блок управления питанием. Функциональные возможности мобильного терминала определяются составом входящих в него компонентов и программным обеспечением обработки сигналов.
При создании мобильных терминалов встают такие проблемы, как разнообразие и неравномерное распределение применяемых каналов передачи данных (используемые средства связи в конкретном регионе), большое число видов подвижных объектов контроля (автомобильный, железнодорожный, водный транспорт); большое количество и разнообразие используемых датчиков и исполнительных устройств (аналоговые, цифровые датчики, устройства вывода визуальной информации, устройства ввода информации); разнообразие программного обеспечения и протоколов, принимаемых мониторинговыми центрами. Следует также учитывать наличие в мире большого числа производителей навигационных приемников.
Традиционно мобильные терминалы создаются по принципу «все в одном», когда все устройства реализованы на одной плате и в одном корпусе («Титан-10» системы «Алмаз», «А3-М2 ГЛОНАСС» системы «Аркан», «ОБ1-ГЛОНАСС системы «Арго-Страж», Cyber GLX системы «BusinessNavigaton> и др.) [Л]. Такой вариант предпочтителен с точки зрения габаритных размеров, надежности и потребляемой мощности.
Функциональные возможности терминала, реализованного по модульному принципу, в конечном итоге определяются мощностью и архитектурой выбранного однокристального микроконтроллера. При попытке выполнения технического задания заказчика часто требуется доработка существующих вариантов устройства с изменением количества внешних интерфейсов и функций (если это позволяет используемый однокристальный микроконтроллер) либо разработка нового с применением более производительного однокристального микроконтроллера.
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики,
2012, № 6 (82)
