Особенности испытаний и контроля оптических качеств диэлектрических монокристаллов

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.

1. Желудев И. С. Физика кристаллических диэлектриков. М. : Наука,1968. 403 с.

2. Блистанов А. А. Особенности дефектов структуры в ионных кристаллах (диэлектриках) // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2005. № 4. С. 1–15.

3. 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.

4. 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.2023.05.55715.67–22

5. Каминский А. А. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. М. : Наука,1986. 271 с.

6. Кизель В. А., Бурков В. И. Гиротропия кристаллов. М. : Наука, 1980. 304 с.

7. Оптические свойства кристаллов / А. Ф. Константинова [и др.]. Минск : Навука i тэхнiка, 1995. 304 с.

8. 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.

9. 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).

10. Шубников А. В. Основы оптической кристаллографии. М. : Изд-во Академии наук СССР, 1959. 205 с.

11. 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.0790

12. 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.pdf

13. Многоугловые 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/10.17073/1609-3577-2019-3-168-178

14. Zabelina 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/S1063774524601746

15. Optical 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/10.1063/5.0035129

16. Effect 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/S0020168522030062

17. Козлова Н. С., Забелина Е. В. Кристаллические материалы для электронной промышленности и качество их измерений. Часть 1 // Контроль качества продукции. 2023. № 1. С. 16–21.

18. 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.