Фоторефрактивный материал и шихта для его получения

Изобретение относится к фоторефрактивному материалу и может быть использовано в оптоэлектронных устройствах, в процессах записи динамических голограмм и других фотонных технологиях. Описывается смешанный оксид состава La1-хSrxYO3-δ, где 0,1≤х≤0,27, в качестве фоторефрактивного материала. Описывается также шихта для его получения, содержащая оксид иттрия, карбонат стронция и иттриат лантана при следующем соотношении компонентов, мас.%: LaYO3 - 64,32-85,71; Y2O3 - 4,76-23,79; SrCO3 - остальное до 100. Предлагаемый фоторефрактивный материал характеризуется высоким фоторефрактивным эффектом. 2 н.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к фоторефрактивному материалу и может быть использовано в оптоэлектронных устройствах, в процессах записи динамических голограмм и других фотонных технологиях.

В настоящее время о величине эффекта фоторефракции, как правило, судят по интенсивности запрещенных для данной симметрии кристалла линий в спектрах комбинационного рассеяния света (Сидоров Н.В., Волк Т.Р., Маврин Б.Н., Калинников В.Т. Ниобат лития (дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны). М.: Наука, 2003 г., стр.220).

Известен фоторефрактивный материал, выполненный на основе полимера с высокой температурой стеклования и цианинового или скварилиевого красителя при соотношении компонентов, мас.%: полимер - 90,0÷99,8; краситель - 0,20÷10,0 (патент РФ №2242782, МКИ G03C 1/72, 2004 г.).

Недостатком известного фоторефрактивного материала является его выполнение на полимерной основе, поскольку использование органических соединений является нежелательным с точки зрения ухудшения экологии.

Известен фоторефрактивный материал на основе монокристаллического ниобата лития, легированного железом (Сидоров Н.В., Волк Т.Р., Маврин Б.Н., Калинников В.Т. Ниобат лития (дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны). М.: Наука, 2003 г., стр.6-7). К настоящему моменту ниобат лития является наиболее оптимальным для использования в качестве фоторефрактивного материала благодаря длительным временам памяти, связанным с исключительно низкой темновой проводимостью.

Тем не менее, величина фоторефрактивного эффекта характеризуется невысоким уровнем. Так, интенсивность запрещенных линий в спектрах КРС составляет 5-10% от наиболее интенсивных разрешенных линий.

Таким образом, перед автором стояла задача получить фоторефрактивный материал с высоким значением фоторефрактивного эффекта.

Поставленная задача решена путем применения смешанного оксида состава La1-xSrxYO3-δ, где 0,1≤х≤0,27; 0,050≤δ≤0,135; в качестве фоторефрактивного материала.

Кроме того, поставленная задача решена путем использования для получения предлагаемого фоторефрактивного материала шихты, характеризующейся тем, что она содержит иттриат лантана LaYO3, оксид иттрия Y2O3 и карбонат стронция SrCO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

LaYO3 64,32-85,71
Y2O3 4,76-23,79
SrCO3 Остальное

В настоящее время известны результаты проведенных исследований электрических, магнитных и каталитических свойств смешанных оксидов состава La0,8Sr0,2BO3, где В-Cr, Mn, Fe, Со или Y, которые позволили предложить использование этих оксидов в качестве катализаторов в процессах окисления метана и оксида углерода (Gunasekaran N., Bakshi N., Alcook С.В., Carberry J.J. Surface characterization and catalytic properties of perovskite type solid oxide solutions, (B=Cr, Mn, Fe, Co or Y). Solid State Ionics, 83,1996, p.145-150).

Аниондефицитные оксидные соединения типа A1-xMxBO3-d широко изучаются современной химией. Они привлекают внимание как кислородпроницаемые и водородпроводящие материалы (Ruiz-Trejo Е., Kilner J.A. Denterium conductivity diffusion and implantation in Sr-doped LaYO3. Solid State Ionics, 130, 2000, p.313).

Применение смешанных оксидов состава La1-xSrxYO3-δ, где 0,1≤х≤0,27; 0,050≤δ≤0,135; в качестве фоторефрактивного материала стало возможным благодаря экспериментальным исследованиям, проведенным автором, в области фотоиндуцированного изменения показателей преломления, которые обусловливают эффект фоторефракции. Этот эффект возникает под действием лазерного излучения, в результате чего происходят пространственный перенос фотоносителей и образование электрического поля от возникновения пространственного заряда. Это и приводит к изменению показателя преломления.

В настоящее время в качестве фоторефрактивных материалов на основе оксидных соединений со структурой перовскита используют только монокристаллы, выращенные из конгруэнтного расплава, обладающие, как известно, наилучшим оптическим качеством (Сидоров Н.В., Волк Т.Р., Маврин Б.Н., Калинников В.Т. Ниобат лития (дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны). М.: Наука, 2003 г., стр.7, 175-176). Поликристаллическая форма смешанных оксидов состава La0,8Sr0,2BO3, где В - Cr, Mn, Fe, СО или Y, где 0,1≤х≤0,27; 0,050≤δ≤0,135; априори не предполагала возможность его использования в качестве фоторефрактивного материала, поскольку в настоящее время фоторефрактивные материалы известны либо в виде монокристаллов, либо в виде полимера в стеклообразном состоянии. Тем не менее, спектроскопический анализ образцов, полученных автором, выявил сильную зависимость поляризующего действия лазерного излучения на материал, проявляющегося в проявлении сильных запрещенных линий в спектрах КРС. Можно предположить, что использование для получения материала наряду с оксидами соответствующих металлов в качестве исходного смешанного оксида иттриата лантана вносит значительные структурные изменения, которые приводят к появлению фотоносителей заряда под действием лазерного излучения.

Таким образом, поставленная задача (получение фоторефрактивного материала с высокими рабочими характеристиками) решена также и составом исходных компонентов, используемых для получения материала. В настоящее время для получения смешанных оксидов состава La0,9Sr0,1BO3-δ, где В - Sc, In, Lu; используют шихту, включающую оксиды соответствующих металлов и карбонат стронция (К.Nomura et al. Proton conduction in (La0,9Sr0.1)M111O3-β(M111-Sc, In and Lu) perovskites. Solid State lonics, 154-155 (2002), p.647-652).

Предлагаемый фоторефрактивный материал может быть получен следующим образом. В качестве компонентов исходной шихты берут LaYO3, Y2О3 и SrCO3, исходные компоненты тщательно перетирают с этиловым спиртом, помещают в корундовый тигель и спекают на воздухе при 1350-1400°С в течение 15-30 часов, после чего охлаждают в печи произвольно при выключенных нагревателях до достижения 25-30°С в рабочей зоне печи. Фазовый состав продукта контролируют рентгенофазовым анализом. Фоторефрактивный эффект измеряют путем снятия спектра КРС (комбинационного рассеяния света). Для записи спектров КРС применяют спектрометр RENISHAW-1000 с аргоновым лазером (Δν до 1000 см-1 λвоз=514,5 нм), мощность лазера равна 100 мВт.

Заявленные пределы содержания компонентов в исходной шихте обусловлены следующими причинами. При выходе за заявленные пределы получают неоднофазный конечный продукт, что ведет к уменьшению интенсивности запрещенных линий КРС и, следовательно, к уменьшению фоторефрактивного эффекта.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут 0,6438 г (85,71 мас.%) порошка LaYO3, добавляют 0,0293 г (4,76 мас.%) порошка Y2О3 и 0,0383 г (остальное до 100 мас.%) порошка SrCO3, исходные компоненты тщательно перетирают с этиловым спиртом в агатовой ступке, помещают в корундовый тигель и спекают на воздухе при 1350°С в течение 15 часов, после чего охлаждают в печи произвольно при выключенных нагревателях до достижения 25°С в рабочей зоне печи. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт состава La0,9Sr0,1YO2,9. Затем записывают спектр КРС. Получают сильную запрещенную линию рассеяния при 648 см-1, ее относительная пиковая интенсивность равна 45% от разрешенных линий рассеяния.

Пример 2. Берут 0,5971 г (75,23 мас.%) порошка LaYO3, добавляют 0,0537 г (8,26 мас.%) порошка Y2О3 и 0,0702 г (остальное до 100 мас.%) порошка SrCO3, исходные компоненты тщательно перетирают с этиловым спиртом в агатовой ступке, помещают в корундовый тигель и спекают на воздухе при 1350°С в течение 15 часов, после чего охлаждают в печи произвольно при выключенных нагревателях до достижения 25°С в рабочей зоне печи. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт состава La0,82Sr0.18YO2,91. Затем записывают спектр КРС. Получают сильную запрещенную линию рассеяния при 647 см-1, ее относительная пиковая интенсивность равна 40% от разрешенных линий рассеяния.

Пример 3. Берут 0,5425 г (64,32 мас.%) порошка LaYO3, добавляют 0,0821 г (23,79 мас.%) порошка Y2О3 и 0,1074 г (остальное до 100 мас.%) порошка SrCO3, исходные компоненты тщательно перетирают с этиловым спиртом в агатовой ступке, помещают в корундовый тигель и спекают на воздухе при 1400°С в течение 30 часов, после чего охлаждают в печи произвольно при выключенных нагревателях до достижения 25°С в рабочей зоне печи. По данным рентгенофазового анализа получают однофазный продукт состава La0,73Sr0,27YO2,865. Затем записывают спектр КРС. Получают сильную запрещенную линию рассеяния при 648 см-1, ее относительная пиковая интенсивность равна 80% от разрешенных линий рассеяния.

Таким образом, автором предлагается фоторефрактивный материал с высоким фоторефрактивным эффектом, а также шихта для его получения.

1. Смешанный оксид состава La1-xSrxYO3-δ, где 0,1≤х≤0,27, в качестве фоторефрактивного материала.

2. Шихта для получения фоторефрактивного материала, характеризующаяся тем, что она содержит иттриат лантана LaYO3, оксид иттрия Y2O3 и карбонат стронция SrCO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

LaYO364,32÷85,71
Y2O34,76÷23,79
SrCO3остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения фоточувствительных слоев сульфида свинца, которые применяют при изготовлении полупроводниковых приборов, чувствительных к инфракрасному излучению.
Изобретение относится к термопроявляемым фотографическим материалам на основе водопроницаемых полимеров с добавками солей металлов и может быть использовано в системах записи оптической информации.

Изобретение относится к технологии несеребряных фотографических материалов, в частности к получению фотографических эмульсий на основе галогенидов меди (I). .

Изобретение относится к светочувствительным композициям для получения материалов прямого окрашивания и может быть использовано в системах записи и отображения оптической информации, дозиметрии ультрафиолета, репрографии.

Изобретение относится к способам получения светочувствительных бессеребряных фотографических материалов, обрабатываемых в растворах физических проявителей, не содержащих солей благородных металлов.

Изобретение относится к фотографическому материалу, не содержащему соединений серебра, и может быть использовано в репрографии, при получении позитивных отпечатков с негативов в традиционной фотографии, при фотографической записи информации (например, лучом лазера или осциллографа).

Изобретение относится к новым фотохромным мономерам Alk=СН3-С10 Н21Х=Cl, Br, I, F, NH 2, СН2ОН, CH2 Cl, CH2Br, CHO, СО2 Н, к способу их получения, к фотохромным полимерам-полиазометинам, которые являются обратимо фотоуправляемыми за счет введения в их структуру фотохромных фрагментов из класса дигетарилэтенов.

Изобретение относится к новым фотохромным мономерам и новым полимерам на их основе, предназначенным для создания двухфотонных фотохпромных регистрирующих сред для трехмерной оптической памяти и фотопереключателей оптических сигналов.

Изобретение относится к способам идентификации объектов. .

Изобретение относится к области полимерных холестерических фотоактивных композиций, способных под действием облучения лазерным светом самостоятельно генерировать лазерное излучение.

Изобретение относится к технологии получения прозрачных профилированных изделий, например контейнеров, бутылок. .

Изобретение относится к новым оксазиновым соединениям формулы I: где Х означает углерод;R1 и R2 означают водород;n означает 0; иА и А' независимо друг от друга означают: (a) линейный или разветвленный (С1-С 12)алкил, (С3-С12 )циклоалкил;(b) незамещенные или монозамещенные арильные группы.

Изобретение относится к чувствительным к излучению композициям, изменяющим показатель преломления, позволяющим получить новую модель распределения показателя преломления, в частности оптический материал, используемый в области оптоэлектроники и устройствах отображения информации.

Изобретение относится к области физико-химической защиты от подделок ценных бумаг. .
Изобретение относится к светоустойчивым полимерным композициям

Изобретение относится к фоторефрактивному материалу и может быть использовано в оптоэлектронных устройствах, в процессах записи динамических голограмм и других фотонных технологиях

Наверх