Создание фундаментальных основ технологий структур с различной степенью упорядочения на основе неорганических и органических соединений для устройств фотоники и электроники

Цель работы – Получение фундаментальных знаний по процессам формирования кристаллических, стеклокристаллических и аморфных структур на основе неорганических и органических химических соединений с контролируемой дефектной структурой на уровне единичных атомов (узлов) кристаллической решетки, определяющих функциональные характеристики материалов, используемых при создании устройств фотоники и электроники, а также создание научно-технического задела для разработки технологий новых материалов для электроники и фотоники. В этой связи на Этапе 4 НИР были получены следующие результаты.  Разработана и запатентована конструкция оснастки для проведения сублимационной очистки металлорганических и органических полупроводниковых материалов на основе сегментов из полированной нержавеющей стали, покрытых нитридом титана.  Разработана процедура синтеза и составлен лабораторный технологический регламент на получение монокристаллов Yb3+,Li+ZnWO4 лазерного качества.  Синтезированы серии стекол на основе системы Bi2O3–GeO2: 1) номинально чистого состава; 2) солегированного Er2O3/Yb2O3; 3) легированного Tm2O3; 4) легированного Rb2O; 5) легированного Cs2O. Изучены их структурные и спектрально-люминесцентные свойства.  Впервые синтезированы стекла состава PbCl2-PbO-B2O3 как номинально чистые, так и легированные Nd3+. Найден допустимый предел концентрации ионов Nd3+ в синтезированных стеклах, который составил 2 мол. %.  Методом КРС исследована структура оксохлоридных свинцово-боратных стёкол тройной системы PbCl2-PbO-B2O3, и установлен механизм трансформации структуры стекла по мере увеличения концентрации PbCl2.  Выполнен анализ спектров оптического поглощения стёкол состава PbCl2-PbO-B2O3 в УФ, видимой, ближней и средней ИК областях.  Выполнена оценка величины оптической энергетической щели Eg, а также энергии Урбаха Ee для образцов стекол в системе PbCl2-PbO-B2O3.  Проведены исследования химической стойкости стекол в системе PbCl2–PbO–B2O3–NdF3. Оксохлоридные свинцово-боратные стекла состава 33PbCl2–33PbO–33B2O3–1NdF3 сохраняют люминесцентные характеристики в широком диапазоне климатических условий Юго-Восточной Азии.  Методом соосаждения из водно-спиртовых растворов синтезированы порошковые органо-неорганические люминесцентные ГМ с фторидной неорганической матрицей в системах SrF2-Liq, BaF2-Liq и SrF2-YF3-Liq и проведен анализ их спектрально-люминесцентных характеристик.  Синтезированы поликристаллические образцы висмутгерманатных соединений со структурой эвлитина Bi4Ge3O12 (BGO) и силленита Bi12GeO20 из шихты нестехиометрического состава. Установлено, что все поликристаллические образцы германоэвлитина потенциально пригодны для использования в качестве детектирующего материала для γ- и рентгеновского излучений.  Изготовлены композитные пленки на основе матрицы из поливинилового спирта и порошка поликристаллического BGO. Показано, что изготовленные пленки в ультрафиолетовом свете (250 нм) обладают голубым свечением, что открывает перспективы для создания гибких пленочных сцинтилляторов на основе BGO.  С целью создания новых стекол для люминесцентной термометрии синтезированы стекла в системах B2O3–GeO2–PbO и B2O3–GeO2–Bi2O3 солегированные Sm3+/Gd3+ по традиционной стекольной технологии и исследованы их структурные, оптические и люминесцентные свойства в широком диапазоне температур 298-673 К.