Оптимизация выращивания, люминесценция и радиационно-оптические свойства кристаллов группы KDP и LiIO3 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ И РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАН

НЫЕ ПРОЦЕССЫ В КРИСТАЛЛАХ ГРУППЫ КБР и Ш03 (Аналитический обзор)

1.1. Структура и некоторые физико-химические свойства

1.2. Ростовые и радиационные дефекты.

1.2.1. Ростовые точечные дефекты.

1.2.2. Радиационно-индуцированные дефекты

1.3. Методы оптимизации условий выращивания водорастворимых кристаллов

1.4. Выводы по главе 1.

2. ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ГРУППЫ

КБР, 1лЮ3 И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Оптимизация методики выращивания кристаллов.

2.1.1. Обоснование выбора контроля концентрации маточного раствора как основного оптимизирующего фактора .'.'.

2.1.2. Установка для выращивания кристаллов и методика измерений параметров.

2.1.3. Изучение температурно-концентрационных зависимостей

2.1.4. Разработка и обоснование математической модели для оптимизации процесса выращивания кристаллов

2.1.5. Интерферометрический метод определения концентрации растворов иодата лития

2.2. Объекты исследования и экспериментальные методы

2.2.1. Подготовка образцов.

2.2.2. Люминесцентная спектроскопия с использованием син-хротронного излучения и пучков 6.7 МэВ протонов

2.2.3. Ядерно-физические методы исследований.

2.2.4. Люминесцентно-оптическая спектроскопия и электронный парамагнитный резонанс

2.3. Выводы по главе 2.

3. ИЗУЧЕНИЕ СТЕХИОМЕТРИИ КРИСТАЛЛОВ ГРУППЫ КХ>Р и Ш03 ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 70 3.1. Выбор геометрии эксперимента и основные расчетные формулы в методе ядер отдачи.

З.2. Исследование стехиометрии по водороду и дейтерию методом ядер отдачи

3.2.1. Экспериментальные спектры ядер отдачи.

3.2.2. Влияние степени дейтерирования на спектр оптического пропускания .,.-.,

3.3. Спектры Резерфордовского обратного рассеяния.

3.3.1. Экспериментальные спектры обратного рассеяния

3.3.2. Моделирование спектров обратного рассеяния

3.4. Выводы по главе 3.

4. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА И ДЕФЕКТЫ

4.1. Спектры фотолюминесценции и фотовозбуждения кристаллов группы КОР .;.

4.2. Спектры стационарной рентгенолюминесценции кристаллов КБР, БКБР и 1лЮ

4.3. Люминесценция под действием синхротронного излучения и пучка электронов

4.4. Люминесценция при возбуждении протонами.

4.5. Фотолюминесценция кристаллов КОР, легированных примесями Сг и Мп .;.

4.6. Выводы по главе 4.

5. РАДИАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 121 5.1. Наведенное оптическое поглощение.

5.1.1. Спектры оптического поглощения исходных кристаллов

5.1.2. Спектры оптического поглощения кристаллов группы КОР и ЫЮз после облучения ионами гелия и азота

5.1.3. Спектры оптического поглощения для кристаллов КБР, активированных примесями хрома и марганца, КН2(1Х)02ХР0, и ЬЛОз, облученных протонами

5.2. Методика моделирования и основные расчетные формулы . 129 5.2.1. Ядерные потери энергии.

5.2.2. Электронные потери энергии

5.3. Моделирование диссипации энергии заряженных ионов в процессах радиационного дефектообразования в кристаллах группы KDP и LiI

5.4. Выводы по главе 5.

Актуальность темы. Потребности развития современной коротковолновой лазерной техники обусловливают необходимость применения широкозонных кристаллов, сочетающих в себе большие значения нелинейных коэффициентов и высокую радиационно-оптическую устойчивость (РОУ). В то же время, даже для самых известных и широко используемых нелинейных кристаллов физика РОУ остается недостаточно изученной. Среди нелинейных оптических материалов, широко используемых в промышленном производстве электрооптических приборов управления лазерным излучением, широкое применение находят сегнетоэлектрические кристаллы группы КЭР: дигидрофосфат калия КН2РО4 (КОР) и дидейтерофосфат калия КХ>2Р04 (ОКЛЭР), а также иодат лития 1ЛЮ3. Эти кристаллы имеют широкую полосу оптической прозрачности, удовлетворительную РОУ, которая, однако, сильно зависит от условий выращивания. В этой связи возникает потребность в совершенствовании и оптимизациии процесса выращивания, строгой оценке качества используемых кристаллов, изучении физики РОУ, поиске путей её повышения и исследовании влияния собственных и примесных дефектов на РОУ. Особый интерес представляют смешанные кристаллы КН2(1Х)В2ХР04, степень замещения водорода дейтерием в которых может изменяться в широких пределах. В нелинейной оптике находят применение кристаллы БКВР с большой степенью замещения - от 70 до 99%. По сравнению с КБР кристаллы ОКХ)Р имеют более широкую полосу оптической прозрачности в длинноволновой области и более высокие значения электрооптических коэффициентов, но при этом уступают кристаллам КОР.в лучевой стойкости и характеризуются более низким значением порога оптического повреждения. В этой связи значительный интерес представляют кристаллы ЭКЮР с низкой степенью замещения, которые сочетали бы хорошие оптические свойства ЭКЭР с высокой стойкостью кристаллов КОР в радиационных и световых полях большой мощности. По свойствам кристаллов группы КОР и ЬПОз накоплен достаточно большой объем экспериментального материала. Однако значительная часть принципиальных вопросов остается неразрешенной до сих пор. В частности, природа РОУ этих кристаллов изучена явно недостаточно, до сих пор неясны причины различий в радиационной стойкости веществ, обладающих сходным химическим строением. Все это определяет актуальность выбранной темы.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны кристаллы КН2РО4, КХ>2РО,4, ЫЮ3 и кристаллы КОР, активированные примесными ионами группы железа. Исследования проводили на кристаллах в параэлектрической фазе. Выбор этих кристаллов обусловлен хорошо развитой технологией выращивания, а также тем обстоятельством, что они являются традиционными модельными объектами в классе сегнето-электрических кристаллов и находят широкое практическое применение в коротковолновой лазерной оптике.

Цель работы. Целью настоящей работы явилось изучение природы радиа-ционно - оптической устойчивости кристаллов группы КОР и ЬлЮз, а также определение возможностей её повышения путем оптимизации условий выращивания, получения смешанных кристаллов КОР-ОКОР с малыми контролируемыми степенями замещения ионов водорода дейтерием, контролируемого введения примесных ионов группы железа.

Достижение поставленной цели определило круг основных задач, решаемых в работе:

1. Создание модели электропереноса в пересыщенных растворах КОР и оптимизация на основе этой модели условий роста кристаллов группы КОР по методу выращивания с испарением растворителя и отбором конденсата. Разработка и реализация бесконтактного оптического интерференционного метода контроля концентрации пересыщенного раствора для оптимизации выращивания кристаллов 1ЛЮ3.

2. Экспериментальное изучение стехиометрии выращенных кристаллов группы KDP и LiIC>3 с использованием комплекса ядерно-физических методов, включая резерфордовское обратное рассеяние, расчеты по программе RUMP, определение степени замещения водорода дейтерием методом ядер отдачи.

3. Изучение люминесцентных свойств номинально-чистых кристаллов группы KDP, LiIC>3 и кристаллов KDP, легированных примесями группы железа при возбуждении корпускулярным (протоны, электронный пучок) и фотонным (ультрафиолетовое, рентгеновское и сйнхротронное) излучениями в широких спектральной (200-800 нм) и температурной (300 и 77 К) областях при различных плотностях возбуждающего излучения.

4. Исследование радиационно-оптических свойств номинально-чистых кристаллов группы KDP, LiIC>3 и кристаллов KDP, легированных примесями группы железа, для выяснения роли собственных и примесных дефектов путем использования абсорбционного метода (спектры оптического поглощения и пропускания в широкой спектральной области 200- 2500 нм) при воздействии различными видами ионизирующего излученния в сочетании с моделированием процессов радиационного дефектообразования в данных кристаллах методом Монте-Карло в рамках программы TRIM. Научная новизна. Использованный в работе комплексный подход обеспечивает новизну полученных экспериментальных данных и основных выводов, изложенных в разделе "основные положения, выносимые на защиту". Основные положения, выносимые на защиту. 1. На основе изучения темпе-ратурно - концентрационных зависимостей электросопротивления маточного раствора установлено, что для оптимизации условий выращивания кристаллов группы KDP необходимой и достаточной является линейная модель электропереноса при условии термостатирования не хуже ±0.005 К, что позволяет эффективно управлять процессом роста кристаллов по методу испарения растворителя с регулируемым графиком отбора конденсата.

2. Для выращенных кристаллов KDP с различной степенью замещения водорода дейтерием разработана и обоснована методика определения содержания дейтерия на уровне естественной распространенности изотопа

0.04 ат.%), базирующаяся на методе ядер отдачи с использованием ионов гелия с энергией 4.6 МэВ, а также методика эффективного контроля степени замещения водорода дейтерием в данном классе кристаллов.

3. При изучении стехиометрии выращенных кристаллов методом ре-зерфордовского обратного рассеяния по выходу рассеяния от кислорода обнаружено, что на поверхности кристаллов группы KDP наблюдается отклонение от стехиометрического состава, связанное с присутствием на поверхности различных кислородосодержащих соединений. Теоретическое моделирование спектров обратного рассеяния в рамках программы RUMP выявило наиболее вероятных кандидатов на эту роль.

4. Получен комплекс экспериментальных данных по люминесцентным свойствам кристаллов группы KDP, LHO3 и кристаллов KDP, активированных ионами группы железа (Сг, Мп) различной валентности под действием различных видов корпускулярного и фотонного излучений. Обнаружена люминесценция примесных дефектов, получены спектры фотолюминесценции (ФЛ) и фотовозбуждения. Путем совместного исследования концентрационной серии легированных кристаллов KDP методами ФЛ, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и рентгеновского флуоресцентного анализа проведена'идентификация примесных центров свечения.

5. Проведено комплексное исследование радиационно-оптической.устойчивости номинально-чистых кристаллов группы KDP, LiI03 и кристаллов KDP, легированных примесями группы железа. Выявлена природа и механизмы образования центров окраски при воздействии фотонного (рентгеновские фотоны) или корпускулярного (ионы Н+ (0.8 МэВ), Не+ (4.6 МэВ), N+ (16 МэВ)) излучений. Установлено, что полоса оптического поглощения (ОП) с максимумом в области 4.5 эВ является типичной для кристаллов группы KDP. Она обусловлена электронными переходами в центре на базе вакансии водорода (дейтерия) вблизи примесного иона, который может изоморфно замещать одновалентный ион калия в решетке кристалла или входить в междоузельные пустоты. Получены результаты по теоретическому моделированию процессов радиационного дефектообразования в исследованных кристаллах методом Монте-Карло (программа TRIM). Практическая значимость. 1. Оптимизированы условия выращивания кристаллов группы KDP по методу испарения растворителя с регулируемым графиком отбора конденсата в условиях термостатирования маточного раствора. Разработан и реализован на практике бесконтактный метод контроля концентрации химически агрессивных растворов на основе оптической интерференционной схемы. Разработанный интерферометр с погружным датчиком концентрации был применен для измерения концентрации раствора иодата лития в процессе роста кристала в течение 7 месяцев (ГП НИИ "Полюс", г. Москва).

2. Разработана ядерно-физическая методика контроля стехиометричес-кого состава кристаллов группы KDP, включающая в себя определение степени замещения водорода дейтерием в этих кристаллах.

3. На основе предложенной методики оптимизации выращивания кристаллов группы KDP впервые создана автоматическая система управления группой кристаллизаторов, которая прошла испытания в ГП НИИ "Полюс" (г. Москва) в течение полного цикла роста кристаллов и по результатам этой работы рекомендована для внедрения на Ловозерский ГОК (Карелия). Использование предложенной методики контроля степени замещения водорода дейтерием методом ядер отдачи в низкозамещенных по дейтерию кристаллах DKDP в сочетании с оптимизированным методом выращивания позволяет надежно прогнозировать получаемую степень замещения и свойства выращенных кристаллов группы KDP. Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на III Всесоюзной конференции по моделированию роста кристаллов (Рига, 1990 г.); 1-м Всероссийском симпозиуме по твердотельным детекторам ионизирующих излучений - ТТД-97 (Екатеринбург-Заречный, 1997 г.); 11-й Международной конференции по модификации материалов ионными пучками IBMM98 (Голландия, Амстердам, 1998 г.); 7-й Международной конференции по физико-химическим процессам в неорганических материалах (Ке

10. мерово, 1998 г.); 28-й Международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 1998 г.). Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 9 работах, указанных в конце автореферата.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации получены лично автором. Постановка задачи исследования, интерпретация и обсуждение результатов и формулировка выводов проведены совместно с научным руководителем и консультантом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе и списка цитируемой литературы. Работа содержит 145 страниц текста, включая 45 рисунков, 7 таблиц, и список литературы из 150 наименований.

5.4. Выводы по главе 5

1. Исследованы радиационно-оптические свойств кристаллов группы KDP, LHO3 и кристаллов KDP, легированных примесями группы железа. Выявлена природа и механизмы образования центров окраски при воздействии фотонного (рентгеновские фотоны) или корпускулярного (протоны с энергией 0.71 МэВ) излучений. Установлено, что полоса оптического поглощения с максимумом в области 4.5 эВ является основной для всех изученных кристаллов. Она обусловлена электроном, захваченным вакансией водорода, расположенной вблизи примесного иона, который может изоморфно замещать одновалентный ион калия в решетке кристалла или входить в междуузельные пустоты.

2. Методом Монте-Карло в рамках программы TRIM проведено теоретическое моделирования процессов радиационного дефектообразования в кристаллах KDP и иодата лития. Из результатов расчета получено, что плотность ионизации (ионизационные потери на поверхности кристаллов) в сильной степени зависит от сорта налетающих ионов и варьируется от о о •

6 эВ/А/ион для протонов до 140 эВ/А/ион для ионов азота в случае KDP и о о от 7 эВ/А/ион до 180 эВ/А/ион в случае иодата лития. Это обусловливает более, чем 20-кратное превышение плотности ионизации при облучении высокоэнергетичными ионами азота по сравнению с таковым для протонв и объясняет различия в пороге начала процессов радиолиза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе изучения температурно-концентрационных зависимостей электросопротивления маточного раствора установлено, что для оптимизации условий выращивания кристаллов группы KDP необходимой и достаточной является линейная модель электропереноса. Определены численные значения параметров модели. На базе предложенной модели обоснована методика эффективного управления процессом роста кристаллов по методу испарения растворителя с регулируемым графиком отбора конденсата.

2. Для выращенных кристаллов KDP с различной степенью замещения водорода дейтерием методом ядер отдачи проведено экспериментальное исследование степени изоморфного замещения водорода дейтерием в области низких степеней замещения.

3. С использованием метода резерфордовского обратного рассеяния в сочетании с моделированием спектров обратного рассеяния в рамках программы RUMP проведено экспериментальное изучение стехиометрии выращенных кристаллов группы KDP. Обнаружено, что на поверхности кристаллов наблюдается отклонение от стехиометрического состава по выходу рассеяния от кислорода, обусловленное присутствием на поверхности различных кислородсодержащих соединений, включая Са(ОН)2

4. Проведено исследование люминесцентных свойств кристаллов группы КН2РО4,1лЮз, а также кристаллов КН2РО4, активированных ионами группы железа различной валентности, при различных видах возбуждения фотонным (УФ-излучение, рентгеновские фотоны, нефильтрованное син-хротронное излучение) и корпускулярным (протоны с энергией 6.7 МэВ, электронный пучок с энергией 0.1-0.5 МэВ) излучениями. Для легированных кристаллов KDP обнаружена люминесценция примесных дефектов в различном зарядовом состоянии, получены спектры фотолюминесценции и фотовозбуждения. Путем совместного исследования концентрационной серии легированных кристаллов KDP методами фотолюминесценции, электронного парамагнитного резонанса, оптического поглощения и рентгеновского флуоресцентного анализа выполнена идентификация примесных центров свечения.

5. Исследованы радиационно-оптические свойства кристаллов группы KDP, ШОз и кристаллов KDP, легированных примесями группы железа. Выявлена природа и механизмы образования центров окраски при воздействии фотонного (рентгеновские фотоны) или корпускулярного (протоны с энергией 0.8 МэВ) излучений. Установлено, что полоса оптического поглощения с максимумом в области 4.5 эВ является основной для всех изученных кристаллов. Она обусловлена электроном, захваченным вакансией водорода, расположенной вблизи примесного иона, который может изоморфно замещать одновалентный ион калия в решетке кристалла или входить в междоузельные пустоты. Методом Монте-Карло в рамках программы TRIM проведено теоретическое моделирование процессов радиационного дефектообразования в кристаллах KDP и иодата лития.

6. Предложена методика оптимизации выращивания кристаллов группы KDP, на основе которой впервые создана автоматическая система управления группой кристаллизаторов. (Прошла испытания в ГП НИИ "Полюс" (г. Москва) в течение полного цикла роста кристаллов и по результатам этой работы рекомендована для внедрения на Ловозерский ГОК (Карелия)). Разработан и реализован на практике бесконтактный метод контроля концентрации химически агрессивных растворов на основе оптической интерференционной схемы. Разработанный интерферометр с погружным датчиком концентрации был применен для измерения концентрации раствора иодата лития в процессе роста кристала в. течение 7 месяцев (ГП НИИ "Полюс", г. Москва).

7. Разработана и обоснована эффективная ядерно-физическая экспресс-методика контроля степени замещения водорода дейтерием в низкозаме-щенных по дейтерию кристаллах DKDP, начиная от уровня естественной распространенности изотопа. Методика базируется на методе ядер отдачи

142 при возбуждении ионами гелия с энергией 4.6 МэВ. В сочетании с оптимизированным методом выращивания это позволяет надежно прогнозировать получаемую степень замещения.

1. Кенциг В. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. М.: ИИ Л, 1960. 234 с.

2. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. /Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупова В.А. и др. Л.: Наука, 1971. 476 е.

3. ИонаФ.,ШиранеД. Сегнетоэлектрическиекристаллы. М.: Мир, 1965. 556 с.

4. Dielectric properties of monoclinic KD2P04. /Blink R., Burgar M., Cizikov S. et al. //Phys. Stat. Sol. (b) 1975. V.64, №2. P.689-694.

5. О некоторых физических свойствах монокристалла дейтерирован-ного дигидрофосфата калия в параэлектрической фазе. /Василевская А.С., Горбач С.С., Колдобская М.Ф. и др. //Кристаллография. 1967. Т-12, №2. С.361-363.

6. Электрооптические и оптические свойства дейтерированных кристаллов дигидрофосфата рубидия. /Волкова Е.Н., Бережной Б.М., Израй-ленко А.Н. и др. //Изв. АН СССР, сер. физич. 1971. Т.35, №9. С.1858-1861.

7. Стасюк И.В., Стецив Р.Я. Электронные состояния и оптические эффекты в кристаллах с водородными связями типа KDP. //Изв. АН СССР. Сер. физич. 1991. Т.55, №3. С.522-525.

8. Sugimoto Н., Ikeda S. Isotope effects in hydrogen-bonded crystal KH2P04. //Phys.Rev.Lett. 1991. V.67, №10. P.1306-1309.

9. Tanaka S. Isotope effects in K^PO/ptype crystals. //Phys.Rev. В (Condensed Matter). 1994. V.50, №22. P. 16247-16254.

10. Katrusiak A. Geometric effects of H-atom disordering in hydrogen-bonded ferroeletrics, //Phys.Rev. В (Condensed Matter). 1993. V.48, №5. P.2992-3002.

11. Michel K.H., Bussman-Holder A. Bond geometry and phase transitionmechanism of H-bonded ferroelectrics. //Phys.Rev.Lett. 1998. V.80, №10. ' P.2173-2176.

12. Fairall C.W., Reese W. Hydrogen-bond configuration parameters for ferroelectrics isomorphic to KH2P04. //Phys. Rev. В (Solid State). 1975. V.ll, №5. P.2066-2068.

13. Иодат лития. Выращивание кристаллов, их свойства и применение. /Авдиенко К.И., Богданов C.B., Архипов С.М. и др. Новосибирск: Наука, 1980. 314 с.

14. Кутолин С.А., Белова Л.Ф., Самойлова Р.Н., Котенко О.М., Докучаева И.М., Иванова Н.М. Оптические и физико-химические свойства монокристалла ск-ОЮз. //Неорганические материалы. 1975. Т. 11, №5. С.862-865.

15. Кидяров Б.И., Митницкий П.Л. Способ выращивания кристаллов LÜO3 из растворов в статических условиях. //Кристаллография. 1977. Т.22, №5. С.1113-1114.

16. Локшин Э.П. Выращивание и свойства кристаллов группы KDP.

17. Особенности кристаллизации. //Кристаллография. 1996. Т.41, №6. С.1115-1124.

18. Локшин Э.П. Выращивание и свойства кристаллов группы KDP.1.. Зависимость оптических свойств и электропроводности кристаллов от условий выращивания. //Кристаллография. 1996. Т.41, №6. С.1125-1134.

19. Рез И.С., ПахомоваВ.И., СильницкаяГ.Б., Федоров П.М. Некоторые вопросы кристаллохимии кристаллов типа КН2РО4. //Изв. АН СССР, сер. физич. 1967. Т.31, №7. С. 1082-1084.

20. Пахомов В.И., Сильницкая Г.Б., Казуров Б.К., Рез И.С. Влияние примесей на некоторые особенности реальной структуры кристаллов КН2Р04. //Неорганические материалы. 1978. Т.14, №7. С.1320-1323.

21. Muller К.А. Electron spin and paramagnetic resonance in KH2PO4 and its isomorphs. Ferroelectrics. 1987. V!72. P.273-304.

22. Muller K.A., Berlinger W. Cr5+ in KH2ASO4: A Halperin-Varma center//Phys. Rev. Lett. 1976. V.37, №14. P.916-919.

23. Chowdari B.V.R., Ravi Sekhar Y. Radiation damage of CrO^" doped KH2P04 single crystals. //J.Chem.Phys. 1981. V.75, Ш. P.2513-2520.

24. Koga H., Hukuda K. Electron paramagnetic resonance of Cu++ in KH2P04. //J.Phys.Soc.Japan. 1968. V.25, №2. P.630.

25. Исаенко Jl.И. Создание монокристаллических материалов для преобразования лазерного излучения: Дис. док.т.н. Новосибирск, 1996.78 с.

26. Kohin R.P., DuVarney R.C. Domain switching in irradiated ferroelectrics KH2P04 observed by ESR. //Phys.Rev. Lett. 1968. V.20, №6. P.259-262.

27. Hughes W.E., Moulton W.G. Electron spin resonance of irradiated KH2P04 and KD2P04. //J.Chem.Phys. 1963. V.39, №5, P.1359-1360.

28. Dalai N.S., Hebden J.A., McDowell C.A. EPR studies of x-ray irradiated ADP and KDP-type ferroelectrics and antiferroelectrics. //Journ.Chem.Phys. 1975. V.62, №11. P.4404-4410.

29. Tsuchida K., Abe P. Naito M. Electron spin resonance of gammairradiation KDP. //J.Phys.SocJapan. 1973. V.35, №3. P.806.

30. Hydrogen atoms in KDP crystals. /Setzler S.D., Stevens K.T., Halliburton L.E., Yan M., Zaitseva N.P., DeYoreo. //Physical Review B. 1998. V.57, №5. P.2643-2646.

31. Демочко Ю.А., Захаркин Б.И., Наумов B.C. Влияние дефектов радиационного происхождения на лазерную прочность кристаллов группы KDP. //Изв.АН СССР, сер.' физич. 1990. Т.54, №6. С.1114-1116.

32. Левченко А.Н., Шульга В.М. Просветление кристаллов KDP при больших дозах гамма-облучения. //Журнал прикладн. спектроскопии. 1990. Т.52, №5. С.857-859. ■

33. Влияние ионизирующей радиации на монокристаллы KDP. /Азаров В.В., Атрощенко Л.В., Колыбаева М.И. и др. //Физика и химия обработки материалов. 1984. №5. С.34-36.

34. Пешиков Е.В. Структурная чувствительность сегнетоэлектрического фазового перехода и диэлектрических свойств кристаллов KDP, облученных быстрыми нейтронами. //Кристаллография. 1971. Т. 16, №5. С.947-951.

35. Влияние радиации на оптические свойства некоторых сегнетоэлек-триков. /Пирогова Г.Н., Воронин Ю.В., Крицкая Б.Е. и др. //Изв.АН СССР.Неорг. материалы. 1986. Т.22, №1. С.115-119.

36. Пешиков Е.В. Радиационные эффекты в сегнетоэлектриках. Таш-кент:ФАН, 1986. 134 с.

37. Романюк Н.А., Андриевский Б.В. О радиационной стойкости кристаллов KDP. //Диэлектрические материалы в радиоэлектронике. М., 1977. С.143-146.

38. Пешиков Е.В. Влияние замороженных радикалов, созданных облучением, на сегнетоэлектрические свойства кристаллов KDP. //Кристаллография. 1972. Т.17, №6. С.1175-1180.

39. Yockey Н.Р., Aseltine C.L. Development of high voltages in KDP irradiated by gamma-rays. //Physical Review (B). 1975. V. 11, №11. P.4373-4382.

40. Левченко A.H., Шульга B.M., Дорошенко AO. Примесная природа оптических спектров поглощения и люминесценции облученных кристаллов КН2Р04. //ФТТ. 1990. Т.32, №8. С.2468-2470.

41. Особенности радиационного окрашивания нелинейных кристаллов при пониженных температурах. /Рябов А.И., Стельмах Н.С., Пирогова Г.Н. и др. //ФТТ. 1991. Т.ЗЗ, №9. С.2660-2662.

42. Dalai N.S., Reddoch А.Н., Northcott D.J. //Chem. Phys. Letters. 1978. v.58.P.553.

43. Diemer H.K., Bijvank E.J., den Hartog H.W. EPR investigations of ADP:Cr3+ above and below Tc.//Phys.Stat.Sol.(b). 1978. V.87,№2. P.697-706.

44. Выращивание кристаллов из растворов. /Петров Т.Г., Трейвус Е.Б., Пунин Ю.О., Касаткин А.П. Д.: Недра, 1983. 200 с.

45. Клубович В.В., Толочко Н.К. Методы выращивания кристаллов из растворов. Минск: Наука и техника, 1991. 296 с.

46. Парвов В.Ф. Аппарат для выращивания кристаллов из водных растворов методом испарения растворителя. //Кристаллография. 1964. Т.9, вып.4. С.584-585.

47. Гаврилова И.В. Влияние температуры кристаллизации на внешнюю форму и однородность кристаллов, выращенных из водных растворов. //Рост кристаллов: Сб.научн. тр. М.: Наука, 1965. Т.5. С. 197-205.

48. Степанова Н.С. Метод концентрационной конвекции и применение его к выращиванию кристаллов KDP: Автореф. дис. к.ф.-м.наук. Горький, 1970. 22с.

49. Гаврилова И.В., Кузнецова Л.И. Особенности роста монокристаллов дигидрофосфата калия (КН2Р04). //Рост кристаллов: Сб.научн. тр. М.: Наука, 1969. Т.4. С.85-88.

50. Вильке К.-Т. Выращивание кристаллов. /Пер. с нем. Л.: Недра, 1977. 600 с.

51. Ничуговский Г.Ф. Определение влажности химических веществ. Л.: Химия, 1977. 200 с.

52. Лопатин Б.А. Кондуктометрия (измерение электропроводности электролитов). Новосибирск: Наука, 1964. 290 с.

53. Романов Ю.Ф., Андреев B.C., Леус В.И. Трансформаторные преобразователи для кондуктометрического исследования жидкостей //Электрохимия. 1971.- Т.7, №6. С.859-862.

54. Усиков C.B. Электрометрия жидкостей. Л.: Химия, 1974. 144 с.

55. Тонконогов М.П., Векслер В.А., Биржанов К.Ж. Диэлектрическая релаксация в водных растворах и суспензиях. 1 .Растворы и суспензии. //Известия ВУЗов СССР. Физика. 1975. №2. С.73-80.

56. Тонконогов М.П., Векслер В.А., Биржанов К.Ж. Диэлектрическая релаксация в водных растворах и суспензиях. 2. Диэлектрические потери и структурная релаксация. //Известия ВУЗов СССР. Физика. 1975. №2.1. С.81-85.

57. Vekilov P.G., Monaco L.A., Rosenberger F. High resolution interferometric technique for in-situ studies of crystal growth morphologiesand kinetics. //J.Cryst.Growth. V.148, №3. P.289-296.

58. Рашкович Jl.H., Шустин O.A. Новые оптические интерференционные методы исследования кинетики кристаллизации в растворе. //Успехи физических наук. 1987. Т. 151, №3. С.529-535.

59. Бобылев А.В., Рашкович JI.H. Интерференционный способ измерения скорости роста кристаллов в растворе (на примере КН2РО4. //Кристаллография. 1980. Т.25, №2 С.441-443.

60. Рашкович JI.H., Лещенко В.Т., Амандосов А.Г., Копцик В.А. Интерференционное исследование скоростей грани 001 кристалла ТГС при разных пересыщениях и температурах. //Кристаллография. 1983. Т.28, №4. С.768-775.

61. Чернов А.А., Рашкович Л.Н., Мкртчян А.А. Интерференционно-оптические исследования поверхностных процессов роста кристаллов KDP, DKDP и ADP. //Кристаллография. 1987. Т.32, №3. С.737.

62. Островский Ю.И., Бутузов М.М., Островская Г.В. Голографическая интерферометрия. М.: Недра, 1977. 274 с.

63. Takubo Hiroshi. Refractive index as a measure for saturation and supersaturation in crystal growth of water-soluble substances. //J. Cry st. Growth. 1990. V.1.04, №2. P.239-244.

64. Васильев Л.А. Теневые методы. M.: Энергия, 1968. 400 с.

65. Mantani Sugiyama, Ogawa Tomoya. Electronic, measurement of concentration gradient around a crystal growthing from a solution by using Mach-Zehnder interferometer. //J. Cryst. Growth. 1991. V.l 14, №12. P.71-76.

66. Ландсберг Г.С. Оптика. M.: Наука, 1976. 928 с.

67. Раннев Г.Г. Хронопотенциографы. Физические и физико-химические методы контроля состава »свойств вещества. М.: Энергия, 1979.136 с.

68. Кристаллизатор для выращивания методом испарения. /Карпенко А.Г., Беляев Л.Н., Витковский Б.В., Добржанский Г.Ф. //Кристаллография. 1961. Т.6, №1. С.146-147.

69. Агбалян Ю.Г., Татевосян Л.С., Шархатунян P.O. О возможностиопределения пересыщения раствора при выращивании кристаллов иодата лития (LiI03). //Кристаллография. 1975. Т.20, №4. С.883-885.

70. СканавиГ.И. Физика диэлектриков (область слабых полей). М.: Энергия, 1949. 500 с.

71. Фрелих Г. Теория диэлектриков. М.: ИИЛ, 1970. 252 с.

72. Эме Ф. Диэлектрические измерения. М.: Химия, 1967. 224 с.

73. Чернышев Е.Т., Чернышева Н.Г.^ Чечурина E.H. Магнитные измерения на постоянном и переменном токе. М.: Стандартгиз, 1962. 136 с.

74. Сус А.Н., Березин В.В, Боровкова И.П. Измерение диэлектрической проницаемости веществ с большой проводимостью. //Известия ВУЗов СССР. Физика. 1971. №9. С.133.

75. Брандт A.A. Исследование диэлектриков на СВЧ. М.: Физматгиз, 1963.404 с.

76. Браун В. Диэлектрики. М:: ИЛ, 1961. 326 с.

77. Духин С.С., Шилов В.Н. Диэлектрические явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах. Киев: Наукова думка, 1972.206 с.

78. Тонконогов М.П., Векслер В.А., Биржанов К.Ж. Диэлектрический метод определения толщины двойного электрического слоя. //Журнал физической химии. 1974. Т.48, №12. С.3063-3066.

79. Тонконогов М.П., Векслер В.А., Биржанов К.Ж. Диэлектрические и магнитные потери в связи с их структурой. //Журнал физической химии. 1975. Т.49, №5. С. 1203-1205.

80. Лопатин Б. А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. Москва: Высшая школа, 1975. 296 с.

81. Разработка средств автоматизации управления выращиванием кристаллов по электрометрической и оптической информации: Отчет о НИР (заключит.) / Карагандинский политех, ин-т. УДК 548.0.053: № ГР0186.00003698. Караганда, 1988. 96 с.

82. Разработка системы управления группой кристаллизаторов: Отчет о НИР (заключит.) / Карагандинский политех, ин-т. УДК 548.0.053: №

83. ГР0189.0034301. Караганда, 1990. 84 с.

84. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. Москва, 1969. 510 с.

85. Нюссик Я.М. Принципы слежения за ростом кристаллов. Л.: Недра, 1979.200 с.

86. Герасимчук Л.И. Автоматизация процессов выращивания монокристаллов из водных растворов. Харьков, 1976. (Деп. НИИТЭХИМа, г.Черкассы, 26.08.76, N1021/76).

87. Momtaz R.S., Rashkovich L.N. The distribution of deuterium between solid and liquid during the crystallization of crystals of the KDP group from aqueos solutions. //Phys. Status Solidi (A). 1976. V.38. P.401-408.

88. Polymorphism and metastable growth of DKDP. /Min-Hua J., Chang-Shui F., Xi-Ling Yu et al. //J,,Cryst.Growth. 1981. V.53. P.283-291.

89. Кабанов Б.Н. Электрохимия металлов и адсорбция. М.: Наука, 1966. 220 с.

90. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М.: Высшая школа, 1978. 384 с.

91. Рябухин О.В. Радиационно-оптические явления в твердых телах под воздействием ионов Н+, Не+, N3+. //Твердотельные детекторы ионизирующих излучений: Труды 1-го Всероссийского симпозиума ТТД-97, Екатеринбург, 1998. СЛ63-167.

92. Кузнецов Б.И.,Тимошников Ю.А., Крючков Ю.Ю., Сохороева В.В. //Атомная энергия. 1978. Т.44, №6. С.515-516.

93. Абрамов А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики: Учебн. пособие для ВУЗов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 448 с.

94. Комаров Ф.Ф. Кумахов М.А., Ташлыков И.С. Неразрушающий анализ поверхностей твердых тел ионными пучками. Мн.: Университетское, 1987. 256 с.

95. Резников P.C., Сельдяков Ю.П. Промышленные полупроводниковые детекторы. М.: Атомиздат;1975. 88 с.

96. Biersack J.P., Haggmarck L.G. A Monte Carlo computer program for the transport of energetic ions in amorphous targets //Nucl.Instr.Method.Phys.Res. 1980. N1-2. P.257-269.

97. Чолах С.О., Пустоваров В.А. Передача энергии электронного возбуждения примесному центру в гидриде лития. //Химия твердого тела: Межвуз.сб. Свердловск: изд.УПИ им.С.М.Кирова, 1986. С.86-90

98. Пустоваров В.А. Электронные возбуждения и радиационные процессы в неорганических сцинтилляторах, индуцированные синхротрон-ным излучением. Дисс. Док.физ.-мат.наук, 1994. 368 с.

99. Огородников И.Н., Гиниятулин К.Н., Кулесский А.Р. Автоматизированная система для изучения рентгено- и термостимулированной люминесценции твердых тел. //Химия твердого тела: Межвуз. сб. научн. трудов.: Свердловск, 1986. С.70-77.

100. Шипатов Э.Т. Обратное рассеяние быстрых ионов. Ростов: Изд. Ростовского университета, 1988. 154 с.

101. Чернов И.П., Шадрин В.Н. Анализ содержания водорода и гелия методом ядер отдачи. М., 1988. 128 с.

102. Хабибулаев П.К., Скородумов Б.Г. Ядерно-физические методы определения водорода в материалах. Ташкент: ФАН, 1985. 96 с.

103. Дмитриенко Л.А., Королихин В.В. Спектрофотометрическое определение содержания дейтерия в кристаллах дейтерированного дигидро-фосфата калия и растворах для их выращивания.

104. Бурдуль К.К., Чеченин Н.Г. Спектрометрия обратного рассеяния при исследовании поверхности твердых тел. //Итоги науки и техники. -Сер.: Пучки заряженных частиц и твердое тело. М.: Наука, 1990. Т. 1. С.35. //Кристаллография. 1975. Т.20, №2. С.458-459.

105. Инфракрасные спектры поглощения и отражения изотопозамещен-ного (D) дигидрофосфата калия. /Родионов М.К., Евтушенко Н.П., Ермаков Г.А., Ломова Л.Г. //Укр. физич. журнал. 1984. Т.50, №7. С.692-695.

106. Doolittle L.R. A semiautomatic algorithm for Rutherford backscatteringanalysis. //Nucl. Instrum. Meth. Physics Research (B). 1986,- V.15. P.227-237.

107. Исследование степени замещения водорода дейтерием в кристаллах KH2(1.x)D2xP04 методом ядер отдачи. /Куанышев В.Т., Белых Т.А., Огородников И.Н., Гармаш В.М., Шульгин Б.В. //Поверхность. 1999. №5-6.

108. Dieguez Е., Cabrera J.M., Agullo-Lopez F. Optical absorption and luminescence induced by x-rays in KDP, DKDP and ADP. //J.Chem.Phys. 1984. V.81, №8. P.3369-3374.

109. Елисеев А.П., Исаенко Л.И., Носков Г.Л. Особенности люминесценции иодата лития. //Автометрия. 1988. №4. С. 112-115.

110. Барышников В.И. Малоинерционная люминесценция, возбуждение и преобразование дефектов диэлектрических кристаллов в интенсивных радиационных полях. Дис.док.физ.-мат.наук, Иркутск, 1997. 221 с.

111. Точечные дефекты, структура и свойства кристаллов КТР. /Булка Г.Р., Бегоногова Е.К., Ермаков Г.А., Низамутдинов Н.М., Павлов Н.И. //Обзоры по электронной технике. Серия 11. Лазерная техника и опто-электроника. 1990. Вып.12 (1587). 39 с.

112. Краткий справочник по химии. Киев, 1974. 992 с.

113. Kobayashi Т. Electron paramagnetic resonance study of potassium dihydrogen phosphate doped with Cr3+ ions. //Journ.Phys.Soc.Japan. 1973. V.35, №2. P.558-572.'

114. Lindhard J., Scharff M. //Phys. Rev. 1961. V.124. P.128-136.

115. Henn F.E.G., Giuntini J.C., Zanchetta J.V. Frequency-dependent protonic conduction and high resolution H+ NMR of KDP around 298 K. //J. Appl. Phys. A. 1990. V.51.P.455-458.

116. Сафонов Ю.Н. Импульсный радиолиз оксианионных кристаллов:155.

117. Дисс. .док.х.н. Кемерово, 1996. 40 с.

118. Вавилов B.C. Миграция атомов в полупроводниках и изменение числа и структуры дефектов, инициируемые возбуждением электронной подсистемы //УФН. 1997. Т.167, №4. С.407-412.

119. Исследование воздействия ионизирующей радиации на свойства монокристаллов иодата лития. /Азаров В.В., Атрощенко JI.B., Богданова Т.И,, Островская Е.М. и др. //Укр.физ.журнал. 1987. Т.32, №8. С.1245-1248.

120. Бредихин В.И., Киселева Н.В., Королихин В.В. Применение УФ-спектроскопии для определения примесей в растворах и монокристаллах KDP и DKDP. //Журнал неорган, материалы. 1986. Т.22, №1. С.112-114.

121. Корбетт Дж., Бургуэн Ж.,Дефектообразование в полупроводниках. //Точечные дефекты в твердых телах: Сб. статей /Новости ФТТ. 1979. Вып.9. С.9-162.1. ОТ АВТОРА

122. Автор выражает глубокую благодарность и уважение научному руководителю профессору, док.ф.-м.н. Шульгину Борису Владимировичу, благодаря которому была начата и состоялась эта работа, за доброе отношение.

123. Автор искренне благодарит заведующего кафедрой экспериментальной физики профессора, док.ф.-м.н. Кружалова Александра Васильевича за интерес к работе и постоянную поддержку на всех этапах её выполнения.

124. Автор сердечно благодарит н.с., канд.ф.-м.н. Белых Татьяну Аркадьевну за искреннюю помощь и заинтересованное отношение к моей работе, особенно в той её части, которая касается ядерно-физических методов анализа.

125. Автор благодарит профессора, док.т.н. Гармаша Владимира Михайловича из ГП НИИ "Полюс" (г. Москва) за предоставление образцов для исследований.

126. Второе направление работ связано с созданием надежного интерферометра. Такой прибор был разработан и испытывается узаказчика. За время исдытаШй с января 1988г. не бжо т «ян®-* . » г» случая отказа.

127. Кузнецова Л.И. Проделанные исполнителем ао договору раш. гшадьного1. В и П M С К А1. ЗВЕРЕВиз протокола заседания НТС отделения 500от !?. о/. QOr

128. ШШ; Отчет Г . ' " о завершенной научно-исследовательской работе "Разработка- систеш у^авлешя группой: кристаллизаторов" » выполненной Карагацдиисюш политехническим институтом в период с 09.38г. до 0I.90г.

129. С результатах работы сообщение было сделано Векслером В.А.

130. Испытания разработанных средств продолжаются.

131. Программа расчета параметров математической модели по данным температурно-концентрационных зависимостей сопротивления растворов КБР и ОКБРprogram REGRANALYS;typeparametr = array1.100. of real;var

132. C, R, T, CALC, RR, CALC2: parametr; RX, TX, CX, CCX, ABSLIN: parametr; N, NX, i, k: integer;concen, resist, temper, resistx, temperx: string;

133. CONC, RES, TEMP, RESX, TEMPX: text;

134. Sll, S12, S22, S13, S23, S33, AL3, AL1, AL2: real;

135. SRR, SRRR, SRT, SRC, S21, S31, S32: real;

136. A, Al, A2, B, Bl, B2, ВЗ, BET1, BET2: real;

137. BETTA1, BETTA2, BETTA3: rea-l;

138. SS2, S2, SX2, SSX2, CIST, Z: real;.

139. Z:= 1.4 + 0.3 * к; for i:= 1 to N do beginreadln(TEMP, T RR ['i. :=' T 1. *T [ end;1. Sll = 0 01. S12 = 0 01. S22 = 0 01. S13 = 0 01. S23 = 0 01. S33 = 0 01. AL3 = 0 01. AL1 = 0 01. AL2 = 0 01. SR(RR,N,SRRR);1. SR(R,N,SRR);1. SR(C,N,SRC);

140. SR(T,N,SRT); for i:= 1 to N do beginreadln(RES,Ri readln(TEMP,T[ readln(CONC,С[1. S13 = S13 +1. S23 = S23 +1. S33 = S33 +1. S12 = S12 +1. Sll = Sll +1. S22 = S22 +1. AL1 = AL1 +1. AL2 = AL2 +1. AL3 = AL3 +end;

141. AI:= AL1*S22 AL2*S12; A2:= S11*AL2 - S12*AL1; BETl:= Al/A;1. BET2:= A2/A; '

142. B:= S11*S22*S33 S11*S23*S32 - S12*S21*S33 + S12*S23*S31 +

143. S13*S21*S32 S13*S22*S33; Bl:= AL1*S22*S33 - ALl*S23*S32 - S12*AL2*S33 + S12*

144. S23*AL3 + S13*AL2*S32 S13*S22*AL3; B2:= S11*AL2*S33 - S11*S23*AL3 - AL1*S21*S33' + AL1*S23*

145. S31 + S13*S21*AL3 S13*AL2*S31; B3:= S11*S22*AL3 - S11*AL2*S32 - S12*S21*AL3 + S12*

146. AL2*S31 + AL1*S21*S32 AL1*S22*S31; BETTA1:= В1/В; BETTA2:= B2/B; ВЕТТАЗ:= ВЗ/В; SS2:= 0.0; S 2:= 0.0;for i:= 1 to N do beginreadln(RES,R1.); readln(TEMP,Ti.);readln(CONC,С1.); ' •

147. CALC i . : = SRC + BETl* (R 1. ' SRR) + BET2* (T'[i ] ■ - SRT)

148. S2:= S2 + (C1. CALCi. )* (C [i] - CALC1. ) ;

149. CALC2 i . : = SRC + BETTA1 * (R'[ i ] SRR) '+ BETTA2 * (T [ 1 ]

150. SRT) + ВЕТТАЗ* (RR 1. SRRR) SS2:= SS2 + (Ci. - CALC2[i])*(C[i] - CALC2[i]); ABSLIN[i]:= C[i] - CALC[i]; end ;

151. CX1.:= SRC + BET1*(RXi. SRR) + BET2*(TX[i] - SRT); SX2:= SX2 + CX[i];

152. CCX1.:= SRC + BETTA1*(RXi. SRR) + BETTA2*(TX[i]

153. SRT) + BETTA3*(TX1.*TXi. SRRR); SSX2:= SSX2 + CCX[i]; end; SRCX:= SX2/NX; SRCCX:= SSX2/NX; DELCA:= CIST - SRCX; DELCO:= DELCA/CIST ; DELCCA:= CIST - SRCCX; DELCCO:= DELCCA/CIST; Q:= 0.0; QQ:= 0.0;for i:= 1 to NX dobegin •

154. Q:= Q + (CIST CX1.)*(CIST - CXi.);' QQ : = ' QQ + (CIST - CCX [i] )* (CIST - CCX'[i]);. end;

155. DELCA,'ОТН = DELCO, 'СР.КВ.СР. = ',Q); writeln(' РАСЧ. ПОПАРАБ.',' ССХ(СРЕД) = ',SRCCX: 4 : б, 'АБС' =' DELCCA,'ОТН = DELCCO, 'СР.КВ.СР. = ',QQ) end ' • •1. END.