Физико-химические основы поиска функциональных кристаллов и разработка методик их получения

Отчет 65 с., 44 рис., 4 табл., 29 источников, 1 прил. РОСТ КРИСТАЛЛОВ, МОЛИБДАТЫ, ХАЛЬКОГЕНИДЫ, НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА, ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ, ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ Объектом исследования являются функциональные кристаллы для применения в фотонике и оптоэлектронике. Цель работы – разработка и оптимизация методик получения кристаллов, поиск соединений с перспективными свойствами, исследование кристаллохимических особенностей новых кристаллических материалов. В рамках настоящего проекта: 1) Проведены экспериментальные и теоретические исследования изменений в электронной структуре и соответствующей модификации ширины запрещенной зоны в точке Дирака для серии топологических изоляторов Mn1−xGexBi2Te4 с постепенной заменой магнитных атомов Mn на немагнитные атомы Ge при варьировании концентрации последних от 10 до 75 ат. %. Было показано, что при увеличении концентрации Ge ширина запрещенной зоны в объеме уменьшается и достигает нулевого уровня в диапазоне концентраций 45–60%. 2) Были синтезированы твердые растворы Na5Tm(Mo1-xWxO4)4(x = 0–1) которые кристаллизуются в тетрагональной сингонии с пространственной группой I41/a. Анализ ДСК полученных образцов выявил эндотермические пики, соответствующие инконгруэнтным процессам плавления в диапазоне от 680°C (Mo) до 720°C (W). Материалы показали значительные изменения люминесценции с температурой, что указывает на их потенциал для высокочувствительной оптической термометрии. 3) Исследованы фазовые переходы в кристаллах BaGa4Se7, впервые установлено наличие ромбической γ-фазы, обоснован высокотемпературный переход из γ- в β-фазу. Показано, что образование двойниковой структуры в моноклинной фазе кристалла связано с найденным сегнетоэластическим переходом. Установлена закономерность изменения решеточной теплопроводности в зависимости от состава и структуры в непрерывных рядах твердых растворов LiхAg1-xInSe2, LiхAg1-xGaSe2, AgGayIn1-ySe2. Определены особенности оптических спектров LiGaSe2 с антиотражающими микроструктурами, разработана методика снижения поглощения в важных областях спектра вблизи 3 и 6 микрон. 4) Выращены монокристаллы КТА:Zr4+ (2.5, 5, 7.5, 10 мол.%) с добавкой Cs, без поглощения на 4.2 мкм. Для полученных составов проведены комплексные исследования спектроскопических свойств. Изучена зависимость фотолюминесценции от температуры. Установлено, что при высоком содержании циркония кристаллы КТА:Zr могут быть использованы в качестве криогенных сцинтилляторов.