Анотація до роботи:

Ніжанковський С.В. Вирощування оптичних кристалів сапфіру методом горизонтальної спрямованої кристалізації з використанням відновних газових середовищ.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.04.07- фізика твердого тіла . – Науково-дослідне відділення “Оптичні та конструкційні кристали” Науково-технологічного комплексу “Інститут монокристалів” НАН України, Харків, 2003.

У дисертаційній роботі проведено комплекс досліджень, мета яких є розробка високорентабельної технології одержання кристалів сапфіру оптичної якості методом горизонтально спрямованої кристалізації (ГСК) у відновних газових середовищах з металургійного глинозему.

Проведені дослідження дозволили розробити нову технологію одержання з металургійного глинозему марки Г-00 дешевої шихти для вирощування оптичних кристалів сапфіру, яка складається з двох стадій: 1-термохімічного очищення порошку глинозему під впливом високотемпературного відновного середовища СО+Н₂ низького тиску (~10^-1-1 торр); 2- безтигельної плавки очищеного порошку.

Показано, що кристали сапфіру, які вирощені методом ГСК у відновному середовищі СО+Н₂ низького тиску з шихти на основі металургійного глинозему, за оптичною та структурною досконалістю не поступаються кристалам, отриманим з більш чистих, але дорогих видів шихти. Встановлено, що оптичні властивості таких кристалів визначаються, головним чином, вмістом домішки титана і відновним потенціалом середовища вирощування, які визначають концентрацію аніонних вакансій і валентний стан титана (Ti³⁺/Ti⁴⁺). Розроблено методику відпалу сапфірових елементів в середовищах з різним відновним потенціалом, що дозволяє коректувати їх оптичні і структурні властивості, наприклад, підвищувати прозорість в УФ- діапазоні і стійкість до УФ- випромінювання.

Встановлено, що кристали сапфіру, вирощені методом ГСК у відновних середовищах Ar+(СО,Н₂) із загальним тиском більш 10 торр, містять мікровключення, що розсіюють світло, і характеризуються підвищеним вмістом аніонних вакансій. Показано, що мікровключення мають не домішкову природу і утворюються в розплаві Al₂O₃ у результаті його аніонної нестехіометрії, викликаної взаємодією з відновними компонентами середовища вирощування. З аналізу оптичних характеристик кристалів і розподілу мікровключень визначена критична аніонна нестехіометрія сапфіру, яка відповідає концентрації аніонних вакансій ~810¹⁶ см^-3. Були визначені також умови вирощування оптично однорідних кристалів сапфіру методом ГСК у відновних газових середовищах. Розроблено методику вирощування оптичних кристалів сапфіра у відновному газовому середовищі на основі гелію тиском 50 торр, яка дозволила знизити витрати конструкційних матеріалів на 50%.

Публікації автора:

4. Dan`ko A.Ya., Sidelnikova N.S., Kanischev V.N., Adonkin G.T., Nizhankovsky S.V. Purification of finely-dispersed Al₂O₃ powders in reducing CO-based atmosphere // Funct. Mat. – 1998. – V.5, №2. – P.243-248.

5. Dan`ko A.Ya., Sidelnikova N.S., Adonkin G.T., Budnikov A.T., Nizhankovsky S.V. Optical characteristics of large sapphire crystals grown under CO atmoshere // Funct. Mat. – 2001. – V.8, №3. – P.462-468.

6. Данько A.Я., Сидельникова Н.С., Адонкин Г.Т., Будников А.Т., Катрич Н.П., Канищев В.Н., Нижанковский С.В., Пузиков В.М. Выращивание больших кристаллов сапфира методом горизонтальной направленной кристаллизации в газовых средах // Сборник статей “Функциональные материалы для науки и техники”. – Харьков: “Институт монокристаллов” НАН Украины, 2001. – стр.200-214.

7. Dan`ko A.Ya., Sidelnikova N.S., Adonkin G.T., Budnikov A.T., Nizhankovsky S.V., Krivonogov S.I. The mechanism of light scattering center formation in sapphire crystal grown in gas atmospheres // Funct. Mat. – 2003. –V.10, №2. – Р.217-224.

8. Спосіб одержання шихти для вирощування монокристалів корунду із розплаву. Патент на винахід №50000, Україна // Данько О.Я., Сідельнікова Н.С., Каніщев В.Н., Адонкін Г.Т., Ніжанковський С.В., Бюл.№10, 2002 р.

9. Піч для одержання шихти для вирощування монокристалів із розплаву. Патент 460 ПМ, Україна // Данько О.Я., Каніщев В.Н., Сідельнікова Н.С., Адонкін Г.Т., Ніжанковський С.В. Заяв. 22.12.99, бюл.№8, 1999.

10. Dan`ko A.Ya., Sidelnikova N.S., Adonkin G.T., Budnikov A.T., Nizhankovsky S.V. Effect of Composition and Pressure of Gas Medium on Characteristics of Large-size sapphire single Crystals in the process of Crystals Growth. // Abstr. 12^th Internetional Conference on Crystal Growth, ICCG-12. - Ierusalem(Israel). – 1998.

11. Нижанковский C.В., Данько А.Я., Сидельникова Н.С. Оптические свойства лейкосапфира, выращенного методом горизонтальной кристаллизации в защитной газовой среде // Тези доповідей на конференції молодих вчених та аспірантів ІЕФ`2001. – Ужгород (Україна). - 2001р.

Анотації