Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?work=143 Дата изменения: Fri May 5 15:25:48 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 02:39:22 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п р п

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДЕТЕЙ «ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ОДАРЕННЫХ
ДЕТЕЙ «ПОИСК»»











ОПТИКА КОРРУНДА






Выполнил учащийся 11 класса ФМО
Игнатов Юрий
Научный руководитель канд.физ-
мат..наук Козлов С.А.













г. Ставрополь

Введение.

Уникальные оптические свойства корунда стали особенно востребованы в
наши дни научно-технической революции вслед за сильным продвижением во
многих областях науки и техники. Области их применения очень широки и
разнообразны, поэтому трудно назвать какую-либо доминантную отрасль, где
потребность в соответственных кристаллах намного превышала бы другие.
В любых областях требуются кристаллы с какими-либо специфическими
свойствами. Для этих целей созданы специальные методы выращивания
кристаллов заданной формы и с заданными характеристиками. Каждому методу
присущи своя среда выращивания и определенные особенности, которые влияют
на внутреннюю структуру кристаллов, в силу этого каждому методу
соответствуют определенные дефекты и примеси, влияющие на оптические
свойства полученных монокристаллов. Поэтому одной из основных целей
настоящей работы являлось прослеживание соответствия оптических свойств
методам выращивания кристаллов.
В последнее время в науке и технике все более возрастает потребность
в использовании специальных приборов, синтезирующих когерентные
электромагнитные колебания, - лазеров. В лазерной технике особые требования
предъявляются к защитным средам: во-первых, необходимо, чтобы такие среды
характеризовались малой поглощательной способностью в используемом
диапазоне длин волн; во-вторых, среда должна быть мало подвержена какого-
либо рода оптическим и физическим изменениям под воздействием светового
излучения и другим условиям эксплуатации. Наиболее распространенная
защитная среда - стекло - оказалась неспособной удовлетворить этим
условиям, поэтому в качестве экранов для лазеров, работающих в прилежащем к
видимому ультрафиолетовом диапазоне, используются монокристаллы корунда. С
использованием корунда связаны некоторые трудности - оказалось, что под
действием излучения кристаллы желтели и начинали хуже пропускать световое
излучение, поэтому одной из задач данной работы было исследование влияния
облучения на оптические свойства кристаллов, разработка методов снятия
наведеной в результате облучения окраски кристаллов и повышения стойкости
образцов к ультрафиолетовому излучению.
Объектами исследования были образцы синтетического монокристалла
корунда, исследования проводились на предмет способности образцов
пропускать или поглощать световое излучение в видимом и близком к нему
диапазоне длин волн (185нм-1мкм). Данная работа, безусловно, носит
практический характер, однако для объяснения наблюдаемых явлений
использовалась теоретическая база. Результаты исследования должны быть
востребованными, поскольку на их основе можно получать кристаллы с высокими
оптическими свойствами и повышенной устойчивостью к сложным условиям
эксплуатации.

Глава I.
Общие оптические свойства монокристалла корунда. Монокристаллы
корунда характеризуются анизотропией и являются одноосными. Показатель
преломления светового пучка через внутреннюю среду монокристалла
синтетического корунда колеблется в пределах n0 = 1,7681.1,7635 [1].
Поверхность реального кристалла не идеально гладкая, на ней всегда
имеются какие-либо шероховатости и неровности: штриховка, спирали роста или
растворения, фигуры травления, а также множество других различных дефектов
реального кристалла. Поэтому показатель отражения светового потока
поверхностью монокристалла будет в значительной мере зависеть от степени
обработки этой поверхности. Так, для полированной поверхности корунда при
показателе преломления n = 1,768 показатель отражения приблизительно равен
7,8%.
Уравнение дисперсии показателя преломления внутренней среды
синтетического монокристалла корунда имеет вид (в зависимости от длины
волны светового излучения)[1]:
3
n2 - 1 = ( Ai(2/((2-Bi2),

i=1
где Ai и Bi постоянные, A1 = 1,023798, A2 = 1,058264, A3 = 5,280792,
B1 = 0,06144821, B2 = 0,1106997, B3 = 17,92656.
Основные измерения в работе были проведены с помощью прибора
спектрофотометра СФ-46. В основе его работы лежит принцип измерения
отношения двух световых потоков: потока, прошедшего через образец, и
потока, падающего на исследуемый образец.
Используя полученные данные для коэффициента пропускания можно
рассчитать показатель поглощения образца.
При попадании на поверхность образца часть излучения отражается от
этой поверхности интенсивностью I01 = I0R, где I0 - интенсивность
первичного падающего излучения; R - коэффициент отражения материала. При
движении по внутренней среде образца интенсивность излучения падает за счет
поглощения образца. Интенсивность излучения на выходе из внутренней среды
кристалла, по закону Бугера-Ламберта-Бера[5], Iвых = I0*(1-
R)*exp(-k*l), где I0*(1-R) - интенсивность входящего во внутреннюю среду
излучения; l - толщина образца; k - показатель поглощения материала
образца. Таким образом, интенсивность излучения, поглощаемого кристаллом,
I02 = I0*(1-R)*(1-exp(-k*l)). Расчеты производятся относительно
полированного образца (считаем отражение от его поверхности зеркальным),
рассеиванием излучения в объеме кристалла сделано пренебрежение. При
дальнейшем своем движении световой поток второй раз отражается от границы
раздела кристалл-воздух (внешняя среда). Интенсивность отражаемого
излучения: I03 = Iвых*R = I0*R*(1-R)*exp(-k*l). Разность интенсивностей на
входе и на выходе из кристалла:
I0 - I = I01 + I02 + I03. Измеряемый нами коэффициент пропускания, T
= I*100/I0. Преобразуя выражение и подставляя данные, приходим к выражению
для показателя поглощения материала кристалла:
k = l-1* ln((1-R)2*100/T). Коэффициент отражения для прозрачного
образца, можно выразить через коэффициент преломления для заданной длины
волны:
T = (1-n)2/(1+n)2 [6].
Как видно, показатель поглощения не зависит от интенсивности
падающего излучения и может определяться лишь коэффициентом пропускания и
коэффициентом преломления материала корунда для заданной длины волны
светового излучения.


Глава II.
В таблице П4 приведены коэффициенты пропускания, полученные с помощью
спектрофотометра, и пересчитанный по выведенной выше методике показатель
поглощения излучения различных длин волн для образцов, выращенных
различными методами и претерпевших различную степень обработки. Здесь же
приведены коэффициенты преломления светового излучения монокристаллами
корунда для различных длин волн этого излучения, которые были взяты из
литературных источников [1] и рассчитаны с использованием уравнения
дисперсии коэффициента преломления, приведенного выше.
"Кристалл - 1" (толщина образца - 6,52 см) выращен методом Киропулоса
с использованием молибденового тигля. Этот метод заключается в плавном и
медленном снижении температуры расплава до температуры кристаллизации, что
создает условия для возникновения фронта кристаллизации на границе затравка-
расплав.
Исследуя зависимость коэффициента пропускания от длины волны
падающего излучения, замечено, что коэффициент пропускания растет с ростом
величины длины волны. Это связано с тем, что спектр наиболее интенсивных
полос поглощения корунда лежит в диапазоне ультрафиолетового излучения и
захватывает часть близлежащего к нему диапазона видимого излучения.
Каждый реальный кристалл имеет в своей структуре определенную долю
примесей и дефектов. Примеси и дефекты, входящие в кристаллическую решетку
корунда, вносят в спектр его полос поглощения дополнительные полосы.
Исследуя зависимость коэффициента пропускания от величины длины волны
входящего излучения у образца "Кристалл-1" (таблица П4 и график П5), было
выявлено, что в диапазоне длин волн 185-260 нм коэффициент пропускания
корунда, резко уменьшаясь, достигает своего минимума и затем также резко
возрастает, возвращаясь к прежнему значению. Это связано с наличием
дефектов в кристаллической решетке образца - данный диапазон длин волн
совпадает со спектром полос поглощения содержащихся в кристалле вакансий
кислорода[1]. За пределами данного диапазона дефекты уже перестают
поглощать излучение, что объясняет резкое увеличение коэффициента
пропускания. В дальнейшем кристалл ведет себя стабильно за исключением еще
одного падения пропускания в диапазоне длин волн 340-400 нм, которое также
может объясняться наличием примесей и дефектных структур.
На содержание примесей в структуре кристалла может оказывать
существенное влияние материал тигля, в котором происходит процесс
кристаллизации расплава. При контакте с расплавом тигль может растворяться
в расплаве, кристаллизуясь затем с основным веществом кристалла, поэтому
чаще всего тигли изготовляют из тугоплавких металлов - вольфрам, молибден,
- устойчивых к высоким температурам. Полосы поглощения кристалла в
диапазоне 340-400 нм совпадают с полосами поглощения молибдена, что может
быть объяснено попаданием в образец примесей при его контакте с
молибденовым тиглем. При анализе спектров поглощения атомарного молибдена
были выявлены наиболее интенсивные полосы 363,5 и 365,5 нм, что позволяет
предположить, что часть примесей молибдена в матрице кристалла находится в
изолированном состоянии.
В диапазоне длин волн 1000-1200 нм было замечено повышение
коэффициента пропускания корунда, которое не связано с наличием примесей в
его структуре. Возможно, это явление объясняется тем, что в данном
диапазоне световое излучение начинает поглощаться парами воздуха, который
являлся внешней средой в ходе исследования. Зависимости коэффициента
пропускания и показателя поглощения образца "Кристалл -1" от величины длины
волны входящего излучения представлены на графиках П5 и П6.
"Кристалл - 4" был выращен тем же методом, что и образец "Кристалл -
1" с использованием такого же молибденового тигля. Оба образца были взяты
приблизительно равных габаритов - толщина образца "Кристалл - 4" 6,45 см -
и одинаково хорошей степени полировки. Однако в виду наличия в образце
примесей - скоплений центров рассеивания в виде туманности слабо голубого
цвета окраски, показатель поглощения образца "Кристалл - 4" на порядок выше
такого же показателя для предшествующего образца, этим и объясняется его
плохое пропускание на всем представленном диапазоне длин волн.
Зависимость коэффициента пропускания образца "Кристалл -4" от
величины длины волны входящего излучения представлена на графике П7. Данный
образец испытывает еще одно падение пропускания в диапазоне волн 360-400
нм, объясняемое наличием поглощающих примесей молибдена, попавших в образец
при контакте с тиглем.
Следующий образец "Кристалл - 2" (ленточный кристалл толщиной - 0,6
см) был выращен методом Степанова. Этот метод заключается в том, что
расплав перед кристаллизацией посредством различных эффектов сам принимает
определенную форму, затем сформированный объем переводится в твердое
состояние в результате подбора соответствующих условий кристаллизации.
Можно заметить, что коэффициент поглощения, рассчитанный по полученной выше
формуле, сразу на два порядка больше коэффициента, рассчитанного для
образца "Кристалл - 1". Это объясняется тем, что в данном случае такая
методика пересчета коэффициента пропускания в коэффициент поглощения
неприменима, поскольку образец "Кристалл - 2" обработки до эксперимента не
претерпевал, то есть исследования проводились на неполированном образце,
сразу после его выращивания, поэтому часть излучения диффузно отражалась от
его поверхности - рассеивалась. Этот процесс не был учтен в предыдущих
рассчетах. Таким образом, чем выше обработка поверхности, тем выше ее
коэффициент пропускания, коэффициент же поглощения никак от нее не зависит,
потому как внутренняя структура кристаллической решетки никаких изменений
не претерпевает.
Можно отметить резкое падение и возрастание коэффициента пропускания
в диапазоне длин волн 185-260 нм, которые вызваны присутствием в данной
кристаллической структуре тех же дефектов: вакансий кислорода, которые
являются признаком любого реального кристалла, - что и в кристаллической
структуре образца "Кристалл - 1". В дальнейшем, после небольшого
плавномерного роста, коэффициент пропускания образца стабилен и достигает
лишь 57% из-за рассеивания излучения необработанной поверхностью кристалла.
Зависимость коэффициента пропускания образца "Кристалл - 2" от длины
волны входящего излучения представлена на графике П8. Как видно, данный
образец не характеризуется падением пропускания в диапазоне 360-400 нм,
потоскольку он хотя и контактировал с молибденовыми частями установки
выращивания, но в силу плохой обработки его поверхности эффект падения
пропускания в данном диапазоне здесь выражен слабо.
Образец "Кристалл - 3" был выращен методом Вернейля (образец
полированный; толщина образца - 3,4см). Этот метод заключается в том, что
порошок оксида алюминия - шихта - высыпается тонкой струей из питательного
аппарата в пламя горелки (чаще всего - кислородно-водородное пламя),
плавится и в виде капель попадает на стержень из тугоплавкого материала,
где и происходит процесс кристаллизации. В данном методе растущий кристалл
не контактирует с кокого-либо рода тиглем, поэтому это должно
способствовать уменьшению входящих в кристаллическую решетку включений, что
отображается в очень малом по сравнению с предыдущими образцами показателе
поглощения материала корунда на всем представленном диапазоне длин волн
входящего светового излучения. Процесс кристаллизации протекает без
использования каких-либо искусственных атмосфер, в воздушной внешней среде,
что должно способствовать пониженному содержанию вакансий кислорода в
образце, что и объясняет его лучшую пропускательную характеристику.
Хотя, как показала практика, образец, выращенный с использованием
метода Вернейля, и оказался самой высокой величиной пропускания,
использование данного метода для выращивания кристаллов ограничено ввиду
малости диаметров выращиваемых им кристаллов. При этом образцы, выращенные
с использованием метода Вернейля, характеризуются повышенным содержанием
дефектов - блочных структур, появляющихся из-за размытого фронта
кристаллизации и неравномерности распределения расплава на затравке при
росте кристалла.
Зависимость величины пропускания и показателя поглощения образца
"Кристалл - 3" от длины волны входящего излучения представлены
соответственно на графиках П9 и П10.
В таблице П11 приведены коэффициенты пропускания для образца,
выращенного по методу Киропулоса с использованием вольфрамового тигля. Как
видно, данный образец характеризуется большей стабильностью пропускания по
отношению к двум другим, выращенным тем же методом, только с использованием
молибденового тигля. В ходе измерений выявлен стабильный, практически без
спадов, рост коэффициента пропускания в диапазоне волн 185-460 нм и его
стабильное положение в остальных случаях. Образец брался с плохой
полировкой и большой толщины (8см), однако здесь уместно говорить о
стабильно высоком пропускании светового излучения образцов, выращенных с
использованием воольфрамового тигля. Зависимость коэффициента пропускания
образца, выращенного с использованием вольфрамового тигля, от длины волны
входящего излучения представлена на графике П12.
Таким образом, в ходе проделанной работы было выявлено, что
наименьшей и наиболее стабильной поглощательной способностью обладают
образцы, выращенные методом Вернейля, однако применение данного метода для
выращивания кристаллов с высокими механическими характеристиками сопряжено
с рядом трудностей.
Поскольку образцы, выращенные методом Степанова обнаруживают ряд
недостатков в оптических свойствах, характерных и для кристаллов,
выращенных методом Киропулоса, а также в связи с тем, что в процессе роста
эти образцы более активно взаимодействуют с молибденовыми частями
установки[1], следствием чего является их менее стабильное пропускание
(чего мы не увидели вследствие плохой обработки образцов), применение
метода Киропулоса для выращивания образцов со стабильными механическими и
оптическими характеристиками является приоритетным.
В ходе исследования было выявлено, что образцы, выращенные методом
Киропулоса с применением вольфрамового тигля, имеют более стабильное
пропускание, чем образцы, выращенные с использованием молибденового тигля.

Глава III.

Основные исследования в данной части работы проводились на предмет
влияния ультрафиолетового облучения на физические и оптические свойства
кристаллов и исследования способов устранения появляющихся после облучения
побочных эффектов, повышения стойкости образцов к этим эффектам.
Обрацец "Кристалл-A" толщиной 12,1 мм был выращен методом Киропулоса,
в ходе исследования он был дважды подвергнут облучению длиной волны 365 нм
и отжигу в печи для приготовления стекол, температура отжига - 1600њС,
время отжига - 6 часов.
После 15 мин. облучения образец приобрел желтую окраску, и характер
зависимости его пропускания от длины волны изменился, при этом поглощение
образца в области 200-220 нм уменьшилось, что свидетельствует о снижении
концентрации вакансий кислорода. В результате пожелтения заметно ухудшилось
пропускание образца в диапазоне 260-500 нм.
Для устранения желтой окраски кристалла применялся отжиг на воздухе.
Для осуществления отжига использовалась печь для варки стекол, загрязненная
компонентами - оксидами кремния и металлов, что явилось причиной попадания
содержащихся в футеровке примесей в исследуемый образец массопереносом
через газовую фазу. После отжига в зависимости пропускания кристалла от
длины волны был отмечен некоторый спад в диапазоне 200-250 нм, что может
быть объяснено тем, что произошло изменение концентрации вакансий в
процессе диффузии примесей из атмосферы печи. Общее же увеличение
пропускания на остальной части рассмотренного диапазона объясняется
термической полировкой поверхности образца при отжиге, и не являлось бы
характерным для образца с идеально гладкой поверхностью. На уменьшение
пропускания образца в диапазоне 200-250 нм могло сказаться и то, что
входящие в объем кристалла примеси молибдена при высоких температурах
активно окисляются содержащимся в воздухе кислородом, в результате чего
образуется новое соединение, вносящее дополнительные полосы поглощения в
спектр таких полос корунда.
После облучения образца "Кристалл-А" излучением ртутной лампы длиной
волны 365 нм в течение часа - он снова приобрел желтую окраску. После
облучения кристалла было также отмечено изменение характера зависимости
пропускания света от длины волны - появились новые полосы поглощения.
Механизм этого процесса связан с переходом, под действием УФ - излучения,
электронов на уровень, образованный вакансией в запрещенной зоне. В
результате этого пропускание кристалла в области 200-250 нм увеличивается,
что обусловлено уменьшением концентрации незаряженных вакансий. Для
протекания обратного процесса необходимо затратить некоторую энергию, что
достигается термическим отжигом.
Для подтверждения гипотезы о влиянии примесей, содержащихся в печи
для отжига стекол, на пропускание кристалла был проведен такой же цикл
опытов над образцом "Лента" толщиной 6 мм, выращенным методом Степанова.
Соответственные графики для данного образца представлены в приложении
- они полностью согласуются с уже обсужденным выше, однако здесь все
эффекты, выявленные ранее, выражены слабее вследствие плохой обработки
поверхности кристалла.
После повторного облучения ленты длиной волны 365 нм она пожелтела
неравномерно - интенсивность окраски падала от краев к центру, что может
быть объяснено диффузией примесей в объем кристалла из печи при отжиге.
Образцы "Кристалл-Б1" и "Кристалл-Б2" были выращены методом
Киропулоса, толщина обоих образцов одинаковая - 2 мм, однако в первом
концентрация вакансий больше, что обнаруживает себя по более резкому спаду
пропускания в области 200-250 нм. Общие же тенденции для образцов при
одинаковых воздействиях на них остаются одинаковыми, поэтому в приложении
приведены графики зависимости пропускания от длины волн светового излучения
только для образца "Кристалл-Б1".
После облучения образцов длиной волны 365 нм в течение одного часа
они пожелтели, и величина пропускания ими светового излучения уменьшилась
(этот процесс также был разобран выше). Для устранения этого эффекта
применялся отжиг кристаллов в вакууме при температуре 1800њC с применением
вольфрамового нагревателя.
После отжига произошло существенное увеличение пропускания образца
"Кристалл - Б1" в области 200-250 нм и практически неизменное его значение
в остальной части рассмотреного диапазона, что говорит об исключени
объяснения данного процесса термической полировкой поверхности кристалла.
Этот эффект может быть объяснен устранением пожелтением, а также тем
фактом, что образец был плохого качества с большим набором дефектов -
вакансий и дислокаций. При высоких температурах отжига произошло
аннигилирование вакансий на дислокациях, что обнаруживается по улучшению
пропускания в области 200-250 нм. Инертный к высокотемпературному режиму
отжига, вольфрамовый тигель и вакуум обеспечивают чистоту проводимого
эксперимента, исключающую легирование образца примесями и возникновение в
объеме кристалла в результате взаимодействия его кристаллической решетки с
внешней средой различного рода включений.
Структурное совершенство образца "Кристалл - Б2" было более высокое,
поэтому описанный выше эффект улучшения пропускания в области 200-250 нм,
как и во всем представленном диапазоне, здесь объясняется термической
полировкой поверхности кристалла.
Дальнейшая стабильность пропускания образца "Кристалл - Б1" после
облучения ультрафиолетом в течение одного часа может объясняться
уменьшением концентрации вакансий в объеме кристалла, компенсировавшим
влияние вновь приобретенной желтой окраски на величину пропускания. То есть
после отжига в вакууме оптические свойства кристалла остаются стабильными
при любых воздействиях, но только в частном случае. Отжиг в вакууме
устраняет пожелтение, но не предотвращает его впоследствии.
После отжига образцов в печи с атмосферой азота с применением
графитового нагревателя их пропускательная способность оставалась
стабильной. Однако подобный отжиг кристаллов производить не рекомендуется,
т.к. при высоких температурах отжига корунд активно реагирует с
образовавшимся вблизи графитового стержня дицианом - происходит сильное
травление кристалла и его частичное разрушение. Одновременно с этим в печи
происходило абсорбирование углерода в объем кристалла и замещение им
вакансий кислорода - концентрация вакансий уменьшилась.
После дальнейшего облучения образцов выявилось достаточно сильное
падение величины пропускания на всем представленном диапазоне длин волн,
кроме области 200-250 нм. Объясняется это описанным выше уменьшением
концентрации вакансий и влиянием образовавшихся в кристалле при травлении
включений.
Образец "Кристалл - В" был выращен методом Киропулоса и имел толщину
10,9 мм. После облучения кристалла ультрафиолетом здесь также наблюдался
эффект уменьшения концентрации вакансий и происходил небольшой скачок
пропускания в области 200-250 нм. Некоторое же изменение характера
зависимости пропускания от длины волны в остальной части рассмотренного
диапазона, возможно, объясняется изменением заряда содержащихся в объеме
кристалла примесей и дефектов.
Процессы, происходящие в образце при его отжиге на воздухе, и их
влияние на пропускание кристалла уже были описаны ранее для образца
"Кристалл - А".
После отжига кристалла в атмосфере аргона с графитовым нагревателем
был выявлен резкий скачок его пропускания в диапазоне 200-250 нм. Подобный
же эффект обнаруживался и в двух других образцах, подвергнутых тем же
стадиям обработки. Объясняться он может присутствием в инертной атмосфере
кислорода, продукты реакции которого с углеродом графитового нагревателя
взаимодействуют с материалом кристалла. Результатом этого процесса является
замещение атомами углерода вакансий кислорода в структуре корунда, что
уменьшает их концентрацию и увеличивает пропускание кристалла в отмеченном
диапазоне.
При последующем облучении лишь третий из рассматриваемых образцов
приобрел слабо желтую окраску, что свидетельствует об увеличении стойкости
кристаллов после отжига в аргоновой атмосфере к ультрафиолетовому излучению
и косвенно подтверждает уменьшение концентрации вакансий кислорода в
кристалле.
Стоит отметить, что абсорбировавший в кристаллическую решетку корунда
при отжиге в аргоне углерод можно из нее частично удалить, произведя отжиг
образца в вакууме.
На основе проделанного исследования можно сделать вывод, что
наведенная окраска устраняется при любых видах отжига образцов, однако при
отжиге кристаллов в аргоновой атмосфере с графитовым нагревателем окраска
не только устраняется, но и возникает противодействие ее появлению вновь
при облучении, поэтому можно было бы рекомендовать термический отжиг в
аргоновой среде с графитовым нагревателем для получения образцов,
устойчивых к УФ излучению.

Заключение.

В результате проделанной работы было выявлено, что для выращивания
образцов с высокими оптическими и механическими характеристиками,
необходимо применять метод Киропулоса и выращивание осуществлять в
вакуумной камере с вольфрамовым тиглем. Было установлено, что дефекты и
примеси могут оказывать существенное влияние на пропускание образцов. В
частности, практически у всех кристаллов был выявлен провал пропускания в
прилежащем к видимому ультрафиолетовом диапазоне, объясняемый поглощением
светового излучения данной области спектра вакансиями кислорода.
При облучении образцов ультрафиолетом они приобретали желтую окраску,
которая объясняется влиянием вакансий и примесей, содержащихся в
кристаллической решетке кристаллов. В результате этого процесса характер
зависимости пропускания образцов от длины волны изменяется.
Для устранения желтой окраски и повышения стойкости образцов к
ультрафиолетовому излучению применялся отжиг. В результате проведенного
исследования было выявлено, что желтая окраска исчезала практически при
любых условиях отжига, но наиболее стойкими к ультрафиолетовому излучению
оказались образцы, отожженные с применением аргоновой атмосферы и
графитового стержня в качестве нагревателя.
Используя результаты проведенного исследования, можно определять
примесную и дефектную характеристику кристалла. Подобные методы оценки
качественного содержания примесей в корунде можно использовать для анализа
механических свойств монокристалла, определяемых наличием внутренних
дефектов.


Библиографический список.
[1]. Монокристали корунда/О.Р. Добровиньска, Л.А. Литвинов, В.В.
Пищик. - Ки?в: "Наукова думка", 1994.
[2]. Кристаллография/Шаскольская М.П. - М.: "Высшая школа",1984.
[3]. Рост и морфология кристаллов/Козлова О.Г. - М.: Издательство
Московского университета, 1972.
[4]. Основы спектрального анализа/Зайдель А.Н. - М.: "Наука", 1965.
[5]. Физическая энциклопедия/Гл. ред. А.М. Прохоров. - М.: Сов.
энциклопедия. Т. I, 1988.
[6]. Физическая энциклопедия/Гл. ред. А.М. Прохоров. - М.: Большая
Российская энциклопедия. Т. 3, 1992.




Приложение к главе II.

График П5.







График П6.



График П7.




График П8.








График П9.




График П10.











Таблица П11.

|(, нм |T, % |(, нм |T, % |
|185 |11.4 |340 |73.1 |
|190 |10.1 |360 |65.1 |
|195 |9.6 |370 |65.7 |
|200 |11.8 |380 |67.1 |
|210 |17.6 |400 |70 |
|220 |23.4 |420 |71.5 |
|240 |40.2 |460 |74.4 |
|260 |51.8 |500 |74.5 |
|280 |58.7 |540 |75.1 |
|300 |62.4 |600 |75.2 |

График П12.






-----------------------
[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]