АО «Гиредмет», Москва, Россия:

И. С. Лисицкий, старший научный сотрудник
Г. В. Полякова, старший научный сотрудник, эл. почта: gradan@mail.ru
В. Ф. Голованов, старший научный сотрудник
М. С. Кузнецов, зав. лаб. высокочистых галогенидных материалов для оптики

Изучена зависимость спектрального пропускания кристаллов галогенидов таллия КРС-5 (TlBr – TlI) от атмосферы выращивания. Целью экспериментов является создание условий, снижающих процесс образования продуктов разложения на последней стадии получения кристаллов для лазерной техники. Катионные и анионные примеси интенсивно удаляются на стадиях очистки солей перед выращиванием. Продукты разложения удаляются и воспроизводятся на каждом этапе и активируют процесс диссоциации галогенидов таллия. В расплаве КРС-5 такие примеси возникают при взаимодействии TlI с кислородом и парами воды. Образующиеся оксиды таллия внедряются в растущий кристалл, снижая его прозрачность и вызывая процесс разложения, что приводит к выходу из строя оптических элементов лазерной системы. Согласно результатам проведенных ранее исследований на процессы разложения можно воздействовать с помощью атмосферы, в которой происходит рост кристаллов. Выращивание в вакууме позволяет получить кристаллы КРС-5, обладающие высоким спектральным пропусканием, не ухудшающимся во времени. В данной работе выполнен подбор атмосферы, обеспечивающей получение низких, не изменяющихся во времени коэффициентов светорассеяния в видимой части спектра и поглощения лазерного излучения в диапазоне 10 мкм. Такой атмосферой является галогенирующая атмосфера, образованная парами йода. Приведены теоретически возможные реакции йода с продуктами разложения галогенидов основы при температурах 400–500 ^оС. Йод обладает повышенной летучестью уже при комнатной температуре. При незначительном нагреве происходит сублимация, и весь кристалл до плавления контактирует с парами йода, что препятствует образованию продуктов распада Tl^–, Tl₂O₃, Tl₂O. Подобрано оптимальное содержание йода при выращивании кристаллов КРС-5.

Окончание. Начало см. «Цветные металлы». 2016. № 6. С. 74–79; № 7. С. 59–63.

Работа была выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-техни ческого комплекса России на 2014–2020 годы» в рамках проекта «Разработка технологии получения новых оптических материалов для приборов и устройств лазерной и/или инфракрасной техники». Соглашение № 14.576.21.0054. Уникальный идентификатор RFMEFI57614X0054.

1. Рогалин В. Е. Оптическая стойкость прозрачных материалов для мощных СО₂-лазеров : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.21 / Институт общей физики им. А. М. Прохорова. — М., 2010. — 155 с.
2. Korsakov A., Zhukova L., Korsakova E., Zharikov E. Structure modeling and growing AgCl_xBr_1–x, Ag_1–xTl_xBr_1–xI_x, and Ag_1–xTl_xCl_yI_zBr_1–y–z crystals for infrared fiber optics // Journal of Crystal Growth. 2014. Vol. 386. P. 94–99.
3. Onodera T., Hitomi K., Muroi O. Characterization of Thallium Bromide Radiation Detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 2006. Vol. 568. P.129–133.
4. Kažukauskas V., Jurgilatis A., Vaitkus J. V., Gostilo V., Shorohov M. Photoelectrical Phenomena and Current Kinetics in TlBr // Material science (Medziagotyra). 2008. Vol. 14, No. 2. P. 97–100.
5. Gazizov I. M., Zaletin V. M., Kukushkin V. M., Khrunov V. S. Current Response of a TlBr Detector to Cs-137 gamma-Ray Radiation // Semiconductors. 2011. Vol. 45, No. 5. P. 636–640.

6. Shulgin B. V., Kruzhalov A. V., Petrov V. L. Detector materials and devices for radiation monitoring // News of higher reduction institutions. Physic. 2012. Vol. 51. P. 205–208.
7. Zukova L., Korsakov A., Chazov A. Photonic crystalline IR fibers for the spectral range of 2–40 μM // Applied Optics. 2012. Vol. 51, No. 13. P. 2414–2418.
8. Plotnichenko V. G., Sokolov V. O., Philippovskiy D. V., Lisitsky I. S., Kouznetsov M. S., Zaramenskikh K. S., Dianov E. M. Near infrared luminescence in TlCl:Bi crystal // Optics letters. 2013. Vol. 38, No. 3. P. 362–364.
9. Pat. US2012153295 (A1) USA. Ionic junction for radiation detector / Tuller H. L., Bishop S. R. ; Massachusetts Institute of Technology ; Applied 25.02.2011 ; publ. 21.06.2012.
10. Pat. WO2012021190 (A3) USA. Ionic junction for radiation detectors and method of forming ionic junction / Bishop S. R., Tuller H. L. ; Massachusetts Institute of Technology ; publ. 05.04.2012.
11. Лисицкий И. С., Полякова Г. В., Голованов В. Ф., Кузнецов М. С. Влияние режимов выращивания кристаллов TlCl – TlBr и TlBr – TlI на структурное совершенство кристаллов // Цветные металлы. 2015. № 12. С. 64–70. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/tsm.2015.12.12
12. Лисицкий И. С., Полякова Г. В., Голованов В. Ф., Кузнецов М. С. Зависимость спектрального пропускания кристаллов галогенидов таллия от атмосферы выращивания. Часть 1 // Цветные металлы. 2016. № 6. С. 74–79. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/tsm.2016.06.10
13. Лисицкий И. С., Полякова Г. В., Голованов В. Ф., Кузнецов М. С. Зависимость спектрального пропускания кристаллов галогенидов таллия от атмосферы выращивания. Часть 2 // Цветные металлы. 2016. № 7. С. 59–63. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/tsm.2016.07.07
14. Белоусов А. П., Дианов Е. М., Лисицкий И. С., Нестерова Т. М., Плотниченко В. Г., Сысоев В. К. Монокристаллы галогенидов таллия с оптическими потерями менее 10 дБ/км // Квантовая электроника. 1982. Т. 9, № 4. С. 796–798.