ИСТИНА

Уточнены фазовые соотношения в поликомпонентной системе YbxY1-xAl3(BO3)4-K2Mo3O10-B2O3-(Ybx,Y1-x)2O3 в области существования расплавов и мономинеральной устойчивости YbxY1-xAl3(BO3)4 (Yb:YAB) при изменении х от 0 до 0.2. Выявлены участки монофазной (мономинеральной) кристаллизации для концентраций Yb:YAB от 17 до 20 вес.% в исходном растворе-расплаве в диапазоне 1150-900оС и исследована температурная зависимость его растворимости для значений х = 0.05, 0.1, 0.15 и 0.2 в исходной шихте. В результате прецизионных экспериментов установлено, что температура насыщения для иттрий- алюминиевого бората, легированного иттербием на ~ 30С выше, чем у YAB. На основе сопоставления состава исходных растворов-расплавов и данных микрозондового анализа кристаллического материала показано, что коэффициент распределения Yb между жидкой и твердой фазами близок к 1 и меняется в узком диапазоне - от 0.98 до 1.02, что обеспечивает высоко воспроизводимый синтез кристаллов заданного состава. Исследованы поля устойчивости моноклинной и тригональной разновидностей NdAl3(BO3)4 (NАВ), а также синтетического пепроссиита в системе NdAl3(BO3)4-K2Mo3O10. В зависимости от условий, формируются кристаллы NАB двух модификаций. Ниже 900оС стабилен тригональный борат. Повышение температуры раствора-расплава и уменьшение скорости его охлаждения приводит к образованию моноклинной формы. Наряду с NAB, синтезируются и другие фазы. Первая из них идентифицирована как Al18B4O33, а вторая – КNd-молибдат. Гексаногальные кристаллы третьей фазы - NdAl2.07(B4O10)O0.6 - изоструктурны пепроссииту. Общей особенностью этих расплавов при концентрации борного ангидрида до 50 мол.% является формирование в них преимущественно ортоборатов с изолированными ВО3-треугольниками, которые с последующим повышением содержания В2О3 сменяются тетраэдрически координированными слоистыми метаборатами - аналогами пепроссиита. Скорости роста кристаллов Yb:YAB и NAB в интервале 900-1050оС линейно зависят от относительного пересыщения (С-Со)/Со (С - концентрация бората в объеме раствора-расплава, а Со - равновесное ее значение на границе раздела твердой фазы и жидкости) в диапазоне 0.005 - 0.070. Оптимизированы условия выращивания на точечных затравках кристаллов Yb:YAB и NAB оптического качества до 10х10х15 мм3. Разработан вариант установки с автоматизацией температурного режима, адаптированной к выращиванию монокристаллов Yb:YAB и NAB. Из полученных кристаллов изготовлены рабочие элементы размером 4х3х3 мм3. Время затухания люминесценции иона Yb3+ в кристалле Yb(7 at.%):YAB составляют 480 мкс. В интервале 298-573 K коэффициенты термического расширения кристаллов вдоль осей a и c равны 2x10-6/K, 9.7x10-6/K соответственно, а удельная теплоемкость - 0.76 ДжJ/г•К. Свойства кристаллов NAB значительно превышают соответствующие характеристики активированного неодимом литиевого ниобата. Экспертиза патентной чистоты технологических разработок свидетельствуют об их уникальности. Монокристаллические слои NAB толщиной до 300 мкм найдут применение для высокоэффективных лазеров с дисковой конфигурацией. Кристаллы Yb:YAB могут быть использованы для формирования лазерных импульсов ультракороткой длительности при изучении процессов взаимодействия света с веществом в режимах, прежде недоступных для эксперимента, например, в химии и фотобиологии. Высокая плотность мощности при фокусировании пучков фемтосекундных лазеров открывает новые возможности в прецизионной материалов. Научные результаты, полученные за два года отражены в 14 докладах на международных и национальных конференциях, а также в 10 опубликованных и принятых к печати статьях в рецензируемых журналах.