ИСТИНА

Предлагаемый междисциплинарный проект направлен на изучение особенностей выращивания объемных малоразмерных монокристаллов лютеций-алюминиевого бората (LuAl3(BO3)4) и синтеза стеклокристаллических композитов на основе LuAl3(BO3)4 (LuAB), легированных ионами Er3+ и Yb3+, а также на исследование и сравнение свойств полученных образцов. В случае близких свойств стеклокристаллические композиты являются новыми перспективными средами для лазеров спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм. В ходе выполнения проекта будут оптимизированы условия выращивания объемных малоразмерных (1-2 см) монокристаллов лютеций-алюминиевого бората и синтеза стеклокристаллических композитов на основе LuAB, легированных ионами Er3+ и Yb3+ и пригодных для исследования лазерных свойств; проведены исследования полученных образцов методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, электронной микроскопии и объемной рентгеновской томографии с целью обнаружения микро- и наноразмерных кристаллических фаз и изучения особенностей их распределения в стеклянной матрице; определены спектроскопические характеристики ионов Yb3+ и Er3+, изучены возможности получения непрерывного режима генерации в спектральной области 1.5-1.6 мкм при диодной накачке. Уровень ожидаемых научных и практических результатов этого проекта будет соответствовать сегодняшнему мировому уровню работ по выбранной тематике. Заявляемые предложения находятся на стыке минералогии, физики твердого тела, физикохимии неорганических материалов и не поддаются формальной классификации.

The proposed research is aimed at studying the features of growing bulk single crystals of lutetium-aluminum borate (LuAl3(BO3)4) and synthesizing glass-crystalline composites based on LuAl3 (BO3)4 (LuAB), doped with Er3 + and Yb3 + ions. It is also planned to study and compare the properties of the obtained samples. In the case of similar properties, glass-crystalline composites also can be promising and cheap materials for use as lasers of 1.5-1.6 μm spectral range. In the course of the project, the following tasks are supposed to be accomplished: optimization of growth and synthesis conditions of lutetium-aluminum borate single crystals and glass-crysralline composites based on LuAB, doped with Er3 + and Yb3 + ions and suitable for the study of laser properties; study of the obtained samples using X-ray phase analysis, IR spectroscopy, electron microscopy and X-ray microtomography to detect micro- and nanocrystalline phases; study of spectroscopic, luminescence and kinetics properties of obtained single crystals and glass-crystalline composites. The proposed research is original and implies new lines of approach to the problem of synthesis of functional borate materials for highly efficient electronic and optical devices and components with a variety of industrial, medical and entertainment applications.

В результате выполнения проекта планируется достижение следующих результатов: 1. выявлены закономерности фазообразования в системе LuAl3(BO3)4-(K2Mo3O10-B2O3-Al2O3) и определена область монофазной кристаллизации LuAl3(BO3)4 2. оптимизированы методики выращивания объемных малоразмерных монокристаллов лютеций-алюминиевого бората и синтеза стеклокристаллических композитов на основе LuAB, легированных ионами Er3+ и Yb3+ и пригодных для исследования лазерных свойств 3. на основе комплексных исследований и сравнительного анализа свойств монокристаллов лютеций-алюминиевого бората и стеклокристаллических композитов на основе LuAB, легированных ионами Er3+ и Yb3+, оценены перспективы использования данных материалов в качестве сред для лазеров спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм

Руководителем проекта успешно проведена серия опытов по выращиванию монокристаллов LuAl3(BO3)4 в системе LuAl3(BO3)4-Li2WO4-B2O3, а также серия экспериментов по получению LuAl3(BO3)4 в системе LuAl3(BO3)4-(K2Mo3O10-Lu2O3-B2O3). Показано, что в вышеназванной системе LuAl3(BO3)4 сокристаллизуется с побочными фазами – LuBO3 и Al5BO9, в связи с чем с целью подавления кристаллизации побочных фаз было принято решение ввести в состав растворителя Al2O3 вместо Lu2O3 и исследовать особенности фазообразования в системе LuAl3(BO3)4-(K2Mo3O10-B2O3-Al2O3). Коллектив Проекта принимал участие в постановке экспериментов по выращиванию монокристаллов иттрий-алюминиевого (YAB) и гадолиний-алюминиевого боратов (GdAB), синтезу стеклокристаллических композитов на основе YAB и GdAB, их исследованию методами рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии, а также, в содружестве с коллективом исследователей НИЦ оптических материалов и технологий БНТУ (Минск), по изучению спектрально-люминесцентных свойств данных материалов.

По 1му этапу: 1. Выявлены закономерности фазообразования в системе LuAl3(BO3)4-(K2Mo3O10-B2O3-Al2O3) и определена область монофазной кристаллизации LuAl3(BO3)4 в данной системе 2. Оптимизирована технология получения объемных малоразмерных монокристаллов лютеций-алюминиевого бората, легированных ионами Er3+ и Yb3+. Выращены на затравку беспримесные монокристаллы размером 1-2 см, пригодные для исследования лазерных свойств 3. Проведено комплексное исследование монокристаллов лютеций-алюминиевого бората, легированных ионами Er3+ и Yb3+, с использованием методов рентгенофазового анализа, электронной микроскопии и зондового микрорентгеноспектрального анализа