بخشی از مقاله
چکیده
بلورLiF:Mg,OHاز ترکیب پودريLiF، و افزودن ناخالصیهاي MgF2 - %0/05 - ، LiOH - %0/1 - و - Li2CO 3 - %0/05با خلوص % 99/99 در جو خشک ~10-3torr و شارش گاز آرگون به روش چکرالسکی رشد داده شد. سپس، براي ایجاد مراکز رنگی در بلور در دماي تقریبیKْ 240تحت تابش دو مرحله اي یوننده گاما قرار گرفت و مشخصات اپتیکی آن در تشکیل مراکز رنگی پایدار- F2+ مانند در دماي اتاق بررسی شد.حفظ هم زمان بیشترین چگالی احتمالی مراکز-F2+ مانند و کوچک بودن غلظت مراکز انبوهه و به ویژه کاهش بهره تشکیل مراکز رنگی نوع بخشنده الکترونی در بهبود پایداري اپتیکی بلور تغییر یافتهLiF:F2+** موثر است و کاندید مناسب براي محیط لیزر مرکز رنگی خواهد بود.
مقدمه
به طورکلی مراکز رنگی ناشی از نقایص نقطه اي می باشد. اگر در آرایش منظم اتم هاي بلور ناکاملی ایجاد درشود، به طوريکه بتواند یک کره کوچک محاط شود به نقص نقطهاي نامگذاري میشود. غلظت کوچکی از این نقص می تواند خواص الکتریکی، اپتیکی و مکانیکی بلور را تغییر دهد. اغلب ساختار نقایص نقطه اي در بلور ساده است و محیط متقارنی دارد و محاسبات نظري را آسان می کند. مطالعه اثر نقص هاي موجود در خواص فیزیکی جامدات، نقش مهم آنها را براي ایجاد مراکز رنگی مشخص کرده است.[1]
این مراکز با مشخصات اپتیکی خود شناخته میبهشوند و به آسانی یکی از روش هاي شیمیایی، گرمایی و یا در معرض تابش هاي یوننده - X,γ - تشکیل میشوند.[2] ساده ترین مرکز رنگی مرکز F نامیده می شود که در آن الکترونی در تهی جاي آنیونی در شبکه ي بلور یونی به دام افتادهدو است . وقتی مرکز F و یا تعداد بیشتر تجمعمراکزداشته باشند. بهترتیب، F2،F3 و F4 تشکیل می شود. براي مثال، در صورت جدا شدن یکی از الکترون هاي به دام افتاده از مرکز تجمعیF2، یا به دام افتادن الکترون اضافی توسط این مرکز به ترتیب، مرکز رنگی تجمعی با بار مثبت یابا بار منفی به نام مراکز F2+ یا F2- در محل مرکزF2 تشکیل میشود.[3-5]
در این پژوهش، هدف ایجاد مرکز حفره اي F2+ در بلور LiFو حفظ پایداري اپتیکی این مرکز در دماي اتاق است. پایداري اپتیکی مرکز F2+ در دماي اتاق را می توان با افزودن ناخالصی مناسب آنیونی یا کاتیونی در هنگام رشد بلور افزایش داد. در این حالت مراکز اپتیکیF2+ جدیددر اثر اختلال توسط یون هاي ناخالصی یا مؤلفههاي تغییر یافته ناخالصی تشکیل میشود. در این راستا، بلورLiF:OH,Mg به روش چکرالسکی رشد داده شد.
روش کار
در این تحقیق پودرLiF به عنوان ماده اولیه در ترکیب با پودرهاي ناخالصی MgF2 - %0/05 - ، LiOH - %0/1 - و - Li2CO3 - %0/05 با خلوص% 99/99 تهیه شده از شرکت آزمایشگاهی مرك در یک بوته پلاتینی به قطرداخلی60mm در جوخشک و تحت شارش گاز آرگون رشد داده شد. کوره از نوع المنت مقاومتی با کنترلکننده حرارتیPID است. ابتدا محفظه رشد تا دماي پایینCْ400˚ و به مدت 24 ساعت خشک و رطوبتزدایی شد. درنهایت، ترکیب ماده میزبان و ناخالصیها با استفاده از شارش گاز بیاثرAr در دماي بالاازتر نقطه ذوبه - LiF - 870˚C و نزدیک ب - 1050˚C - به صورت مذاب درآمد. سپس،براي انحلال ترکیب هاي هیدروکسی و اکسیدي در ماده میزبان و تشکیل ماده مذاب همگن به ضرورت به مدت تقریبی 12ساعت در این دما نگه داشته شد.
در ابتداي رشد غلظت ناخالصیMg در بوته برابر با 0/05 درصد مولی است؛و Cs غلظت ناخالصی در بلور جامد میباشد. همانطور که در این شکل دیده منطقهمیشود، مقدار Cs براي هر از طول بلور متغیر بوده و مقدار آن از 0/05 درصدمقدارمولی - اولیه - Cl کمتر میباشد لذا با توجه به فرمول ضریب جدایش مقدارK<1 است. به عبارت دیگر ناخالصی موجود در هنگام رشد همواره از طرف بلور پس زده میشوند و Cl افزایش می یابد. به فرض ثابت بودن K بدیهی است که مقدار Cs نیز افزایشو مییابد درنتیجه شیب منحنی غلظت ناخالصی در طول بلور مثبت میشود.
