Диплом Силениты Современная оптоэлектроника. Современная оптоэлектроника Оглавление
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Современная оптоэлектроника Оглавление
Введение. Современная оптоэлектроника решает задачи, связанные с исследованием процессов обработки, передачи, хранения, воспроизведения информации и конструированием соответствующих функциональных систем. К числу важнейших элементов таких систем относятся оптические модуляторы, дефлекторы, дисплеи, элементы долговременной и оперативной памяти и др. В оптических информационных системах перечисленные процессы реализуются путём взаимодействия световых пучков со средой. Это взаимодействие осуществляется с помощью соответствующих материалов, обладающих свойствами которые могут изменятся под воздействием света, механического воздействия, а так же под действием электрического и магнитного полей. В настоящее время значительная часть радиоэлектронных приборов конструируется на основе монокристаллических элементов с определённой совокупностью физических свойств. Сложные кислородные соединения Bi силленитов типа (mBi>2>O>3>×nMe>x>O>y>) вызывают большой интерес, являясь пьезоэлектриками, обладают электрооптическими и магнитооптическими свойствами, что в сочетании с фотопроводимостью выдвигает их в число перспективных материалов для создания электро- и магнитооптических модуляторов лазерного излучения, запоминающих устройств типа ПРОМ и т.д. Наибольшую известность среди соединений этого класса приобрели силикаты и германаты висмута для которых разработана технология выращивания крупных монокристаллов и достаточно полно изучены физико-химические свойства и структура. В последнее время вопросы создания оптоэлектронных элементов методами интегральной технологии становятся всё более насущными. В связи с вышеуказанными преимуществами силленитов в последние годы проводилось много исследований плёнок со структурой силленита, в которых отмечалась перспективность их использования в оптоэлектронике и пьезотехнике. В связи с заметным влиянием природы структурообразующего иона на свойства позволяющем расширить области применения, а точнее замена р-элементов (Ge, [ ] ns2np2) в Bi>12>ЭO>20> ионами переходных металлов, имеющих неспаренные 3dn-электроны приобретаются новые свойства (изменения окраски, расширение области пропускания в длинноволновой части спектра) Данная работа посвящена выращиванию плёнок силленитов (в частности Bi>12>GeO>20> легированного Cr>2>O>3>) на подложках Bi>12>GeO>20> и изучению некоторых их свойств. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Соединения со структурой силленита. Кристаллы со структурой силленита относятся к пентагонтритетраэдрическому классу I 23 кубической сингонии и принадлежит к пространственной группе T3(I23) [1,2]. Sillen обнаружил, что при взаимодействия Bi>2>O>3> с оксидами Si, Ge, Al, Fe, Zn, Pb и др., образуется объёмоцентрированная кубическая фаза [3,4] с элементарной ячейкой содержащей две формульные единицы. Позднее более тщательные исследования [5] показали, что соединения со структурой силленита образуются при взаимодействии g-Bi>2>O>3> с оксидами элементов, способных иметь четверную координацию по кислороду. Параметр элементарной ячейки объёмоцентрированной кубической g-Bi>2>O>3> а=10,245 ± 0,001 Å, а измеренная гидростатическая плотность составляет 9,239 г/>см>3> >[1]. Структура германата висмута. Атомы кислорода О>(3)> расположены на главных диагоналях элементарной ячейки вокруг Ge, образуя правильный тетраэдр, на что было обращено внимание в работах [6-8] (рис. 1.1.1.). На одинаковом расстоянии от каждого атома кислорода О>(3)> (2,640 Å) расположены три атома висмута. Вi . В кристаллах Bi>12>GeO>20> атомы кислорода связаны с атомами висмута и германия ионно - ковалентными связями из-за значительно большей электроотрицательности атома кислорода. Каждый атом висмута окружен семью атомами кислорода, расположенными на разных расстояниях от него и представляющих собой искажённый полиэдр (рис. 1.1.2.).  Рис. 1.1.1. Расположение тетраэдров [GeO>4>] в элементарной ячейке германосилленита [2].  Рис.1.1.2. Строение полиэдра [BiO>7>]. По мнению [6] ион висмута образует пять ионно – ковалентных связей с ионами кислорода (O>(2)>, O>(3)>, O>(1a)>, O>(1b)>, O>(1c)>), которые принадлежат одной с ним примитивной ячейке, и смещён на 0,197 Å по отношению к центру плоскости, образованной четырьмя атомами кислорода. Два других атома кислорода (О>(1d)> и О>(1e)>) принадлежат соседним примитивным ячейкам и удалены на расстояние 3,08 и 3,17 Å, что вызвало сомнения в отношении характера связи. Каждый [BiO>7>] окружён девятью подобными комплексами, расположенными таким образом, что образуются винтовые оси [6]. Модель элементарной ячейки Bi>12>GeO>20> была предложена в работе [2]. Эта модель помогла рассмотреть свойства этих соединений с точки зрения их кристаллической структуры. Некоторые физические свойства силленитов. Монокристаллы со структурой силленита, в основном, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электрооптическим и магнитным кристаллам: Высокие прочностные характеристики; Достаточная твёрдость; Нерастворимость в воде; Негигроскопичность; Хорошие диэлектрические характеристики в сильных полях. Кроме того, они принадлежат к кубической сингонии [9-12]. Диаграмы состояний приведены на рис.1.2.1. и 1.2.2.. Свойства Таблица 1.2.2. Примеры использования кристаллов силленитов в различных приборах и свойства, благодаря которым возможно это использование.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||