Abstract: Оксиды редкоземельных металлов привлекают внимание благодаря высокой эффективности фотолюминесценции и высокой химической и термической стабильности. Например, кристаллы Gd2O3 могут служить эффективными матрицами для оптических активных ионов лантанидов, поскольку прозрачны для видимого и инфракрасного излучения и не имеют низких энергетических уровней. Кристаллы Tb2O3 кубической модификации рассматриваются как материал нового поколения изоляторов Фарадея для лазеров с высокой средней мощностью. Они продемонстрировали константу Верде в три раза выше, чем кристаллы Tb3Ga5O12 (TGG). Для кристаллов Tb2O3 можно ожидать относительно высокой теплопроводности 12-18 Вт/К*м и прозрачности в области 0,22-8 мкм. Долгое время применение кристаллов RE2O3 было невозможным из-за отсутствия методов роста крупных кристаллов. Это связано с высокой температурой плавления и наличием фазовых переходов. Ранее в статье [1] показана возможность выращивания кристаллов RE2O3 из высокотемпературного раствора, где в качестве растворителя использовали соединение Li6RE(BO3)3. В настоящей работе были выращены объемные кристаллы RE2O3 (Re = Gd, Tb) из высокотемпературного раствора Li6RE(BO3)3 (RE = Gd, Tb). Рост объемных кристаллов RE2O3 (Re = Gd, Tb) (рис. 1) проводили в платиновом тигле (D = 60 мм, H = 80 мм) с крышкой низкоградиентным методом Чохральского [2] на неориентированные затравки. Растворитель Li6RE(BO3)3 (RE = Gd, Tb) был синтезирован твердофазным методом. Шихту состава RE2O3-Li6RE(BO3)3 (RE = Gd, Tb) с избытком соответствующего оксида помещали в тигель и устанавливали в трехзонную низковольтную печь. Камеру установки закрывали, вакуумировали и наполняли высокочистым аргоном. Печь нагревали до рабочей температуры, выдерживали 3-е суток для установления стационарного режима в растворе и устанавливали необходимый градиент температуры по зонам нагревателя. Рост кристаллов проходит при заданной температуре и обеспечивается за счет перепада температуры в растворе-расплаве, т.е. методом переноса. Скорость вытягивания 0,5-1 мм/сут, скорость вращения 60 об/мин. После завершения процесса роста, кристалл отрывали от раствора-расплава и включали охлаждение печи со скоростью 80оС/час.

Cite: Трифонов В.А. , Николаев Р.Е. , Наумов Н.Г.
РОСТ КРИСТАЛЛОВ RE2O3 (RE = Gd, Tb) ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО РАСТВОРА
XV Симпозиум с международным участием «ТЕРМОДИНАМИКА И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ» 03-07 июл. 2023