Исследование фазовых диаграмм, поиск новых кристаллических материалов, разработка и совершенствование методик получения кристаллов для фотоники и других областей науки и техники

Объектами разработки являются кристаллы: нелинейные для генерации когерентного излучения в ВУФ-УФ и ср/ТГц ИК диапазонах, лазерные и сцинтилляционные, полупроводники со спинзависимыми свойствами, ферромагнетики, антиферромагнетики. Цель работы - решение фундаментальной проблемы физики конденсированных сред, получение новых перспективных функциональных кристаллов. Исследованы фазовые диаграммы боратных систем BaO-B₂O₃-Na₂O-(Na, Li)F и Li₂O-B₂O₃-MoO₃, и на их основе оптимизированы условия выращивания важнейших нелинейно-оптических кристаллов УФ-диапазона BaB₂O₄ и LiB₃O₅ в неоднородных тепловых полях. В изученных системах открыты новые фторидобораты с уникальной антицеолитной структурой. Исследованы фазовые соотношения и выращены кристаллы в системах RE₂O₃-Y₂O₃-Sc₂O₃-B₂O₃, RE₂O₃-BaO-(Na, K)₂O-B₂O₃. Синтезированы новые редкоземельные ортобораты семейства KBaR(BO₃)₂, R=Yb, Tm, Ho, Dy, Eu и Sm. Установлены условия кристаллизации расплавов системы Ga-Se в контейнерах диам. 20 - 30 мм и халькогенидные соединений с естественным p-n переходом. Проведены синтез, направленная кристаллизация и изучены свойства твердых растворов в системах Bi₂Te3-Sb₂Te₃, Bi₂Te₃-Bi₂Se₃. Разработана методика выращивания кристалла Ga₂S₃ - перспективного кристалла для нелинейной оптики ИК-ТГц диапазона. Получены широкозонные (Eg порядка 12-10 эВ) нелинейно-оптические кристаллы SrMgF₄ (пр. гр. P21), α-Li₃AlF₆ (Pna21), K₂Al₂B₂O₇ (P₃₂₁), K₂Ba(NO₃)₄ (I2m), прозрачные в ВУФ-УФ диапазоне. Сегнетоэлектрическая природа SrMgF₄ позволяет реализовать периодические структуры, используемые для более эффективного преобразования лазерного излучения в этой области. Выявлены тенденции изменения характеристик, определяющих эффективность нелинейных преобразователей, ширину запрещенной зоны, оптическую стойкость новых перспективных широкозонных кристаллов для среднего ИК-диапазона на базе тройных и четверных халькогенидов, при вариации состава Li/Ga/In/Ge/S/Se/Te. Группа кристаллов бромидов, содержащих K, Rb, Sr, Pb с узким фононным спектром, оценена как перспективный материал для твердотельных лазеров, работающих на электронных переходах в редкоземельных элементах, а также в качестве сцинтилляторов ввиду их высокой плотности.