Nr 1 - ITME
Nr 1 - ITME
Nr 1 - ITME
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Wpływ promieniowania jonizującego na własności optyczne...<br />
Ujemna energia reakcji (6) w Tab. 2 dla YAP wskazuje, że nadmiarowe jony<br />
glinu w roztopie są łatwiej gromadzone w krysztale, niż ma to miejsce dla nadmiaru<br />
itru, a więc przy wzroście z roztopu o stosunku liczby Y : Al < 1 kryształ zawiera<br />
więcej defektów genetycznych niż dla Y : Al > 1. Defekty antypołożeniowe mogą<br />
powstawać także w przypadku roztopu stechiometrycznego na drodze reakcji wymiany<br />
Y Y<br />
3+<br />
+ Al. Al<br />
3+<br />
+ Y Al<br />
3+<br />
Al Y<br />
3+<br />
[57]. Energia tej reakcji jest znacznie mniejsza niż<br />
w YAG i wynosi 0,62 eV na jeden defekt. Obliczenia dopuszczają także tworzenie<br />
w procesie wzrostu defektów Schottky’ego i par Frenkla, jednak ze względu na<br />
stosunkowo duże energie tych procesów (E = 3,2 – 4,2 eV dla defektu Schottky’ego)<br />
są one bardzo mało prawdopodobne.<br />
Tabela 2. Możliwe reakcje prowadzące do tworzenia defektów w krysztale YAP [57].<br />
Table 2. Reaction which can create defects in YAP crystal [57].<br />
<strong>Nr</strong><br />
Reakcja<br />
Energia aktywacji<br />
[eV]<br />
YAP YAG<br />
1 Y 2<br />
O 3<br />
+2Al Al(a)<br />
⇔Al 2<br />
O 3<br />
+2Y Al(a)<br />
1,0 0,5<br />
2 Y 2<br />
O 3<br />
+Al Al<br />
⇔YAlO 3<br />
+Y Al<br />
0,25 -0,02<br />
3 Y 2<br />
O 3<br />
+1/2Al Al(a)<br />
+ 3/2Al Al(d)<br />
⇔1/4Y 3<br />
Al 5<br />
O 12<br />
+5/4Y Al(a)<br />
0,04 -0,3<br />
4 Al 2<br />
O 3<br />
+2Y Y<br />
⇔Y 2<br />
O 3<br />
+2Al Y<br />
1,5 2,9<br />
5 Al 2<br />
O 3<br />
+Y Y<br />
⇔YAlO 3<br />
+Al Y<br />
0,5 1,2<br />
6 Al 2<br />
O 3<br />
+5/4Y Y<br />
+ 3/2Al Al(d)<br />
⇔1/4Y 3<br />
Al 5<br />
O 12<br />
+5/4Al Y<br />
-0,7 0,2<br />
Kryształy otrzymane z roztopu zawierającego nadmiar atomów glinu w proporcjach<br />
Y:Al1,005:1) zabarwienie brązowo-żółte [51]. Różne czynniki, w tym niekontrolowane<br />
przechłodzenie kryształu podczas wzrostu, mogą prowadzić do segregacji<br />
zanieczyszczeń i lokalnej fluktuacji wartości stosunku Y:Al w krysztale.<br />
Jony ziem rzadkich zajmują w strukturze YAP pozycje itru, zaś jony grupy<br />
żelaza pozycje glinu [1]. Domieszkowanie wpływa istotnie na proces defektowania.<br />
Dla przykładu, domieszkowanie neodymem może prowadzić, na skutek<br />
naprężeń wywołanych zniekształceniami sieci krystalicznej przez duże jony Nd 3+<br />
(r (Nd 3+ ) ≈ 1,1⋅r(Y 3+ )) do tworzenia bliźniaków. Naprężenia te można zmniejszyć<br />
lub wyeliminować przez współdomieszkowanie nieaktywnymi optycznie jonami<br />
Lu 3+ (lokującymi się w pozycjach Y 3+ ), o współczynniku podziału zbliżonym do<br />
neodymu (∼ 0,8) i promieniu jonowym mniejszym od itru [53]. Jony domieszek o<br />
wartościowości różnej od +3 wymagają w YAP kompensacji ładunku, która może<br />
być osiągnięta na drodze tworzenia różnego typu defektów punktowych (luk, jonów<br />
międzywęzłowych lub antypołożeniowych) [57] oraz defektów kompleksowych<br />
10