rmjournalЭталоны. Стандартные образцыMeasurement Standards. Reference Materials2687-0886D. I. Mendeleyev Institute for Metrology10.20915/2077-1177-2025-21-1-72-85rmjournal-539Research ArticleСовременные методы анализа веществ и материаловModern methods of analysis of substances and materialsОсобенности испытаний и контроля оптических качеств диэлектрических монокристалловFeatures of Testing and Monitoring Optical Qualities of Dielectric Single Crystalshttps://orcid.org/0000-0003-4057-9718КозловаН. С.KozlovaNina S.

Козлова Нина Семеновна – канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, ведущий эксперт, 

119049, Москва, Ленинский пр-т, д. 4, стр. 1.

ResearcherID: AAE-2895–2019.

Nina S. Kozlova – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Senior Expert, 

4–1, Leninsky Prospekt, 119049, Moscow.

ResearcherID: AAE-2895–2019

kozlova_nina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5844-5673ЗабелинаЕ. В.ZabelinaEvgenia V.

Забелина Евгения Викторовна – канд. физ.-мат. наук, заведующий лабораторией, 

119049, Москва, Ленинский пр-т, д. 4, стр. 1.

ResearcherID: H-3399–2015.

Evgenia V. Zabelina – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Head of Laboratory, 

4–1, Leninsky Prospekt, 119049, Moscow.

ResearcherID: H-3399–2015.

zabelina.ev@misis.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1362-953XКасимоваВ. М.KasimovaValentina M.

Касимова Валентина Маратовна – канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник, 

119049, Москва, Ленинский пр-т, д. 4, стр. 1.

ResearcherID: S-7516–2018.

Valentina M. Kasimova – Cand. Sci. (Phys.-Math.), Researcher, 

4–1, Leninsky Prospekt, 119049, Moscow.

 ResearcherID: S-7516–2018

kasimova.vm@misis.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСИС»РоссияNational University of Science and Technology «MISIS»Russian Federation2025250320252117285Copyright © Козлова Н.С., Забелина Е.В., Касимова В.М., 20252025Козлова Н.С., Забелина Е.В., Касимова В.М.Kozlova N.S., Zabelina E.V., Kasimova V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/539

В статье рассмотрены особенности и проблемы метрологического обеспечения качества измерений параметров оптических монокристаллических материалов и элементов из них на примерах измерений параметров диэлектрических ионных оптических материалов из практики межкафедральной учебно-испытательной лаборатории полупроводниковых материалов и диэлектриков «Монокристаллы и заготовки на их основе» НИТУ МИСИС.

Установлено, что свойства выращенных кристаллов можно корректировать, подвергая внешним воздействиям многочисленные структурные точечные дефекты, которые управляют свойствами кристаллов. Представлены доказательства того, что подход «структура – дефекты структуры – свойства – применение дефектов для управления свойствами – коррекция технологии получения кристаллов» является наиболее эффективным для изучения физических параметров диэлектрических кристаллов.

Публикация содержит обобщение сведений из нормативных документов, оригинальных статей, обзоров и монографий по проблемам метрологического обеспечения в области физики твердого тела. Материал построен на результатах проведенного авторским коллективом анализа влияния структурных точечных ростовых дефектов на свойства и технологические параметры кристаллов. Базой для обзора стал многолетний опыт работы с оптическими диэлектрическими кристаллами в лаборатории, где трудятся авторы публикации. Ключевые выводы сделаны с опорой на диссертационные работы авторов на соискание научных степеней, сведения из выступлений на отечественных и международных конференциях.

Обзор адресован специалистам – метрологам для теоретических и прикладных исследований. Кроме того, опубликованный материал может быть полезен преподавателям и студентам профильных направлений высших учебных заведений.

The article discusses the features and problems of metrological quality assurance of measure- ments of parameters of optical single-crystal materials and elements made of them using examples of measurements of parameters of dielectric ionic optical materials from the practice of the interdepartmental educational and testing laboratory of semiconductor materials and dielectrics «Single crystals and blanks stock on their base» of NUST MISIS.

It has been established that the properties of grown crystals can be adjusted by exposing numerous structural point defects, which control the properties of the crystals, to external influences. Evidence is provided that the approach «structure – structure defects – properties – application of defects to control properties – ad- justment of crystal production technology» is the most effective for studying the physical parameters of dielectric crystals.

The article contains a summary of information from regulatory documents, original articles, reviews and monographs on the problems of metrological assurance in the field of solid state physics. The material is based on the results of the authors’ analysis of the influence of structural point growth defects on the properties and technological parameters of crystals. The review is based on long-term experience with optical dielectric crystals in the laboratory where the authors of the publication work. The key conclusions are based on the au- thors’ dissertations for scientific degrees, information from reports at domestic and international conferences. The review is intended for specialists – metrologists for theoretical and applied research. In addition, the published material may be useful to teachers and students of specialized areas of higher education institutions.

оптические диэлектрические кристаллыметоды пропусканияспектральные зависимости отраженияструктура кристалловдефектыособенные свойстваметодики измеренийстандартные образцыoptical dielectric crystalstransmission methodsspectral dependences of reflectioncrystal structuredefectsspecial propertiesmeasurement techniquesreference materialsИсследования проводились при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания вузам FSME-2023–0003.The research was carried out with the financial support within State Assignment FSME-2023–0003.ReferencesЖелудев И. С. Физика кристаллических диэлектриков. М. : Наука,1968. 403 с.Zheludev I. S. Physics of crystalline dielectrics. Moscow : Nauka Publishing House; 1968. 403 p. (In Russ.).Блистанов А. А. Особенности дефектов структуры в ионных кристаллах (диэлектриках) // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2005. № 4. С. 1–15.Blistanov A. A. Features of structural defects in ionic crystals (dielectrics). News of universities. Materials of Electronic Engineering. 2005;4:1–15. (In Russ.).Переломова Н. В., Забелин А. Н. Исследование анизотропии свойств кристаллов как метод физического материаловедения // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2005. № 4. С. 50–53.Perelomova N. V., Zabelin A. N. Study of anisotropy of crystal properties as a method of physical materials science. News of universities. Materials of Electronic Engineering. 2005;4:50–53. (In Russ.).Оптические свойства кристаллов семейства лангасита: La3Ga5SiO14, La3Ga5.5Ta0.5O14, Ca3TaGa3Si2O14 / Е. В. Забелина [и др.] // Оптика и спектроскопия. 2023. Т. 131, № 5. С. 634–641. https://doi.org/10.21883/OS.2023.05.55715.67–22Zabelina E. V., Kozlova N. S., Buzanov O. A. Optical properties of the langasite family crystals: La3Ga5SiO14, La3Ga5,5Ta0,5O14, Ca3TaGa3Si2O14. Optics and Spectroscopy. 2023;131(5):694–601. (In Russ.). https://doi.org/10.61011/EOS.2023.05.56511.67–22Каминский А. А. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М. : Наука,1986. 271 с.Kaminsky A. A. Physics and spectroscopy of laser crystals. Moscow: Nauka; 1986. 271 p. (In Russ.).Кизель В. А., Бурков В. И. Гиротропия кристаллов. М. : Наука, 1980. 304 с.Kizel V. A., Burkov V. I. Gyrotropy of crystals. Moscow: Science Publishing House; 1980. 304 p. (In Russ.).Оптические свойства кристаллов / А. Ф. Константинова [и др.]. Минск : Навука i тэхнiка, 1995. 304 с.Konstantinova А. F., Grechushnikov B. N., Bokut B. V., Valyashko E. G. Optical properties of crystals. Minsk: Science and Technology Publishing House; 1995. 304 p. (In Russ.).Калдыбаев К. А., Константинова А. Ф., Перекалена З. Б. Гиротропия одноосных поглощающих кристаллов. М. : Институт социально-экономических и производственно-экологических проблем инвестирования, 2000. 300 с.Kaldybaev K. A., Konstantinova A. F., Perekalena Z. B. Gyrotropy of uniaxial absorbing crystals. Moscow: Institute of Socio-economic and industrial-environmental problems of Investment; 2000. 294 p. (In Russ.).Константинова А. Ф. Оптическая активность // Большая российская энциклопедия: научно-образовательный портал [сайт]. URL: https://bigenc.ru/c/opticheskaia-aktivnost-ed7f41/?v=6641064. Опубликовано: 21 марта 2023 г. в 18:01 (GMT+3).Konstantinova A. F. Optical activity. In: The Great Russian Encyclopedia: a scientific and educational portal. Available at: https://bigenc.ru/c/opticheskaia-aktivnost-ed7f41/?v=6641064. Date of publication: 03.21.2023. (In Russ.).Шубников А. В. Основы оптической кристаллографии. М. : Изд-во Академии наук СССР, 1959. 205 с.Shubnikov A. V. Fundamentals of optical crystallography. Moscow: Publishing House of the USSR Academy of Sciences; 1959. 205 p. (In Russ.).Веселаго В. Г. Электродинамика материалов с отрицательным коэффициентом преломления // Успехи физических наук. 2003. Т. 173, № 7. С. 790–794. https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200307m.0790Veselago V. G. Electrodynamics of materials with a negative refractive index. Successes of physical sciences. 2003;173(7):790–794. (In Russ.). https://doi.org/10.3367/UFNr.0173.200307m.0790 (In Russ.).Исследование мезомасштабных неоднородностей коэффициента преломления радиоволн в тропосфере методами численного моделирования / Г. М. Тептин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 2010. Т. 53, № 1. С. 1–13. https://radiophysics.unn.ru/sites/default/files/papers/2010_1_1.pdfTeptin G. M., Khutorova O. G., Zinin D. P., Khutorov V. E. Investigation of mesoscale inhomogeneities of the refractive index of radio waves in the troposphere by numerical modeling methods. Izvestiya vuzov. Radiophysics. 2010;53(1):1–13. (In Russ.). https://radiophysics.unn.ru/sites/default/files/papers/2010_1_1.pdfМногоугловые спектрофотометрические методы отражения для определения коэффициентов преломления / Е. В. Забелина [и др.] // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 3. C. 168–178. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2019-3-168-178Zabelina E. V., Kozlova N. S., Goreeva Z. A., Kasimova V. M. Multiangle spectrophotometric methods of reflection for determining refractive coefficients. Russian Microelectronics. 2020;49(8):617–625. (In Russ.). http://doi.org/10.1134/S1063739720080120Zabelina E. V., Kozlova N. S., Kasimova V. M. Multi-angle spectrophotometric reflectance methods for determining refractive coefficients // Crystallography Reports. 2024. Vol. 69, № 5. Р. 711–717. https://doi.org/10.1134/S1063774524601746Zabelina E. V., Kozlova N. S., Kasimova V. M. Multi-Angle spectrophotometric reflectance methods for determining refractive coefficients. Crystallography Reports. 2024;69(5):711–717. https://doi.org/10.1134/S1063774524601746Optical properties of undoped oxygen-containing compounds of Gd3Al2Ga3O12 and Gd3Al3Ga2O12 single-crystals / V. M. Kasimova [et al.] // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2308, Iss. 1. P. 020003. http://doi.org/10.1063/5.0035129Kasimova V. M., Kozlova N. S., Buzanov O. A., Zabelina E. V. Optical properties of undoped oxygen-containing compounds of Gd3Al2Ga3O12 and Gd3Al3Ga2O12 single-crystals. AIP Conference Proceedings. 2020;2308(1):020003. http://doi.org/10.1063/5.0035129Effect of partial substitution of aluminium for gallium on the properties of gadolinium aluminum gallium garnet single crystals / V. M. Kasimova [et al.] // Inorganic Materials. 2022. Vol. 58, Iss. 3. P. 288–294. https://doi.org/10.1134/S0020168522030062Kasimova V. M., Kozlova N. S., Buzanov O. A., Zabelina E. V., Targonskii A. V., Rogachev A. V. Effect of partial substitution of aluminium for gallium on the properties of gadolinium aluminum gallium garnet single crystals. Inorganic Materials. 2022;58(3):288–294. https://doi.org/10.1134/S0020168522030062Козлова Н. С., Забелина Е. В. Кристаллические материалы для электронной промышленности и качество их измерений. Часть 1 // Контроль качества продукции. 2023. № 1. С. 16–21.Kozlova N. S., Zabelina E. V. Crystalline materials for the electronic industry and the quality of their measurements. Part 1. Product quality control. 2023;1:16–21. (In Russ.).Козлова Н. С., Забелина Е. В. Кристаллические материалы для электронной промышленности и качество их измерений. Опыт испытательной лаборатории // Контроль качества продукции. 2023. № 2 С. 47–50.Kozlova N. S., Zabelina E. V. Crystalline materials for the electronic industry and the quality of their measurements. The experience of the testing laboratory. Product quality control. 2023;2:47–50. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.