Радіаційно- і термоіндуковані оптичні властивості кристалів YAlO3 та LiNbO3

2. Під дією УФ- та g-опромінення в кристалах ІАП та ІАП-РЗЕ виникають як стабільні, так і короткоживучі при кімнатній температурі центри забарвлення. Індуковане стабільне а також ростове поглинання в області 48000-36000 см-1 пов'язується з процесами переносу заряду О2-®Fe3+; в області 36000-27000 см-1 – з фотоіонізацією іонів Fe2+, а також з поглинанням комплексних центрів [Me2+О-]; в області 27000-16000 см-1 – з фотоіонізацією F-центрів.

3. Короткоживуче поглинання кристалів ІАП в околі 15000 см-1 обумовлене фотоіонізацією ростових точкових дефектів, що поглинають в області 36000-27000 см-1. Передбачається, що за короткоживуче поглинання в околі 15000 см-1 відповідальні як електронні F+-центри, так і автолокалізовані дірки (центри О-).

4. В кристалах ІАП-Mn під дією лазерного (l=488 нм) та g-опромінення відбувається одночасно перезарядка іонів марганцю за схемами:   та  + ® + . В результаті відпалу опромінених кристалів при температурах 350-550 К дані реакції відбуваються в зворотному напрямку.

5. При нейтронному опроміненні кристалів ІАП та НЛ ефективне утворення радіаційних дефектів зміщення (концентрація ~1019 см-3) відбувається при флюенсах опромінення >1017 см-2.

6. Наявність домішкових іонів РЗЕ в кристалі НЛ сприяє збільшенню концентрації радіаційно-індукованих точкових дефектів, характерних для чистого НЛ. Введення домішки магнію дозволяє зменшити концентрацію цих дефектів в кристалах НЛ-РЗЕ.

Практичне значення одержаних результатів.

Встановлений зв'язок оптичних властивостей монокристалів ІАП з технологічними умовами їх одержання дає можливість оптимізувати технологічний процес вирощування кристалів ІАП з метою одержання кристалів з наперед заданими властивостями.

Одержані результати містять інформацію про радіаційну стійкість кристалів ІАП та НЛ і можуть бути використані для оцінки надійності роботи приладів на основі цих кристалів в умовах дії різних видів іонізуючого випромінювання.

Розуміння природи фотохромних властивостей кристалів ІАП, легованих марганцем, дає можливість оптимізувати властивості даних кристалів для їх практичного використання.

Особистий внесок здобувача. Основні експериментальні результати, представлені в дисертації, отримані особисто автором. Аналіз одержаних результатів, а також підготовка статей до публікації виконані у співавторстві згідно з наведеним списком публікацій. Основні положення, що виносяться на захист, та висновки дисертації сформульовані автором особисто. В роботах [3-6] автору належать основні експериментальні результати вимірювання оптичних властивостей кристалів. Експериментальні результати, представлені в роботах [1, 7], були одержані за безпосередньою участю автора. В роботі [2] дисертанту належить обробка експериментальних результатів. В усіх роботах аналіз та інтерпретація одержаних результатів здійснювались за участю дисертанта.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідались та обговорювались на:

• International Conference on Solid State Crystals – Materials Science and Applications (ICSSC'98). Zakopane, Poland, 12-16 October, 1998.

• 10th International Conference – Radiation Effects in Insulators (REI-10). Jena, Germany, 18-23 July, 1999.

• VIIth European Conference on Solid State Chemistry (ECSSC'99). Madrid, Spain, 15-18 September, 1999.

• 14th International Conference on Defects in Insulating Materials (ICDIM'2000). Johannesburg, South Africa, 3-7 April, 2000.

• 5th International Conference “Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics”. Kyiv, Ukraine, 22-24 May, 2000.

• Conference on Lasers and Electro-Optics 2000 Europe (CLEO'2000). Nice, France, 10-15 September, 2000.

• 4th International Conference on f-Elements (ICFE'4). Madrid, Spain, 17-21 September, 2000 (особиста участь здобувача).

• ICSSC'2000. Zakopane, Poland, 9-13 October, 2000.

• Forth Annual Meeting of the COST Action P2 – Application of Nonlinear Optical Phenomena and Workshop on LiNbO3. Budapest, Hungary, 16-19 May, 2001.

• 5th International Conference on Excited States of Transition Elements (ESTE-5). Ladek Zdroj, Poland, 6-11 June, 2001 (особиста участь здобувача).

• REI-11. Lisbon, Portugal, 3-7 September, 2001.

• International Meeting on Parametric Optics (PARAOPT 2001). Lviv, Ukraine, 17-19 September, 2001 (особиста участь здобувача).

• Physical Aspects of the Luminescence of Complex Oxide Dielectrics (LOD'2001). Kyiv, Ukraine, 24-26 September, 2001 (особиста участь здобувача).

• Щорічні науково-практичні конференції професорсько-викладацького складу електрофізичного факультету НУ “Львівська політехніка”, 1998-2001 рр. (особиста участь здобувача).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи опубліковані у 7 статтях та 14 тезах конференцій.

Структура і об'єм дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків та списку цитованої літератури. Загальний обсяг дисертаційної роботи становить 174 сторінки машинописного тексту, який включає 74 рисунки, 11 таблиць та 156 посилань на літературні джерела.

 

У вступі обгрунтовано актуальність вибраного напрямку досліджень, сформульовані мета та задачі роботи, наукова новизна одержаних результатів та їх практична цінність.

У першому розділі представлено огляд літературних даних про кристалічну структуру, особливості вирощування, фізико-хімічні та оптичні властивості кристалів ІАП та НЛ з точки зору використання їх в ролі матриць активних елементів твердотільних лазерів, генераційні властивості іонів РЗЕ в кристалах ІАП та НЛ, а також дані про нові можливості використання кристалів ІАП, легованих марганцем, для оптичного запису інформації та обмеження інтенсивності оптичного випромінювання.

На основі аналізу літературних даних показано, що суттєвим недоліком кристалів ІАП, що стримує їх широке використання як лазерної матриці, є схильність