Исследование фазовых равновесий тройной системы Zn—Se—Fe для лазерных технологий
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-2-87-94
Аннотация
Проведен теоретический и экспериментальный анализ фазовых равновесий в тройной системе Zn—Se—Fe с применением рентгенофазового анализа и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Получены данные о моновариантных равновесиях в изотермических сечениях при температуре 730, 814 и 1073 К, а также сведения о растворимости железа в условиях би- и моновариантных равновесий при 1073 К. Определен фазовый состав образцов системы Zn—Se—Fe, синтезированных при различных температурах и разном валовом составе. Подтверждена достоверность теоретически построенных изотермических сечений Т—Х—Y-проекции P—T— Х—Y-диаграммы тройной системы Zn—Se—Fe.
Ключевые слова
При поддержке: Российский научный фонд (грант №15-13-10028).
Об авторах
М. П. Зыкова
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Зыкова Марина Павловна — аспирант кафедры химии и технологии кристаллов
Миусская пл., д. 9, Москва, 125047
В. Ю. Кролевецкая
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Кролевецкая Виктория — магистр кафедры химии и технологии кристаллов
Миусская пл., д. 9, Москва, 125047
Е. Н. Можевитина
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
Можевитина Елена Николаевна -— кандидат химических наук, научный сотрудник
ул. Тропинина, д. 49, Нижний Новгород, 603950
Е. М. Гаврищук
Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых РАН
Россия
Россия
Гаврищук Евгений Михайлович — доктор химических наук, заведующий лабораторией
ул. Тропинина, д. 49, Нижний Новгород, 603950
И. Х. Аветисов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Аветисов Игорь Христофорович — доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии кристаллов
Миусская пл., д. 9, Москва, 125047 д, 603950
Список литературы
1. Fedorov, V. V. 3.77-5.05-µm tunable solid-state lasers based on Fe2+-doped ZnSe crystals operating at low and room temperatures / V. V. Fedorov, S. B. Mirov, A. Gallian, D. V. Badikov, M. P. Frolov, Y. V. Korostelin, V. I. Kozlovsky, A. I. Landman, Y. P. Podmar’kov, V. A. Akimov, A. A. Voronov // IEEE J. Quant. Electron. - 2006. - V. 42, N 9. - P. 907—917. DOI: 10.1109/JQE.2006.880119
2. Lancaster, A. Mid-infrared laser emission from Fe : ZnSe cladding waveguides / A. Lancaster, G. Cook, S. A. McDaniel, J. Evans, P. A. Berry, J. D Shephard., A. K. Kar // Appl. Phys. Lett. - 2015. - V. 107, iss. 3. - P. 031108. DOI: 10.1063/1.4927384
3. Malguth, E. Fe in III–V and II–VI semiconductors / E. Malguth, A. Hoffmann, M. R. Phillips // Phys. Status Solidi B. - 2008. - V. 245, iss. 3. - P. 455—480. DOI: 10.1002/pssb.200743315
4. Kozlovsky, V. I. Room-temperature tunable mid-infrared lasers on transition-metal doped II–VI compound crystals grown from vapor phase / V. I. Kozlovsky, V. A. Akimov, M. P. Frolov, Yu. V. Korostelin, A. I. Landman, V. P. Martovitsky, V. V. Mislavskii, Yu. P. Podmar’kov, Ya. K. Skasyrsky, A. A. Voronov // Phys. Status Solidi B. - 2010. - V. 247, iss. 6. - P. 1553—1556. DOI: 10.1002/pssb.200983165
5. Firsov, K. N. Laser on single-crystal ZnSe : Fe2+ with high pulse radiation energy at room temperature / K. N. Firsov, M. P. Frolov, E. M. Gavrishchuk, S. Yu. Kazantsev, I. G. Kononov, Yu. V. Korostelin, A. A. Maneshkin, S. D. Velikanov, I. M. Yutkin, N. A. Zaretsky, E. A. Zotov // Laser Phys. Lett. - 2015. - V. 13, N 1. - P. 015002. DOI: 10.1088/1612-2011/13/1/015002
6. Mirov, S. B. Erbium fiber laser-pumped continuous-wave microchip Cr2+ : ZnS and Cr2+ : ZnSe lasers / S. B. Mirov, V. V. Fedorov, K. Graham, I. S. Moskalev, V. V. Badikov, V. Panyutin // Optics Lett. - 2002. - V. 27, iss. 11. - P. 909—911. DOI: 10.1364/OL.27.000909
7. Sanghera, J. Ceramic laser materials / J. Sanghera, W. Kim, G. Villalobos, B. Shaw, C. Baker, J. Frantz, B. Sadowski, I. Aggarwal // Materials. - 2012. - V. 5, iss. 2. - P. 258—277. DOI: 10.3390/ma5020258
8. Il’ichev, N. N. Nonlinear transmittance of ZnSe : Fe2+ crystal at a wavelength of 2.92 µm / N. N. Il’ichev, P. V. Shapkin, L. A. Kulevsky, E. S. Gulyamova, A. S. Nasibov // Laser Phys. - 2007. - V. 17, iss. 2. - P. 130—133. DOI: 10.1134/S1054660X07020132
9. Tomashyk, V. Ternary alloys based on II-VI semiconductor compounds / V. Tomashyk, P. Feychuk, L. Shcherbak. - Boca Ration ; London ; New York : CRC Press, 2013. - 560 p.
10. Сысоев, Л. А. Получение и свойства монокристаллов селенида цинка / Л. А. Сысоев, В. М. Андреев, Э. К. Райскин, Г. М. Иванова, В. Р. Гурьев // Монокристаллы, сцинтилляторы и органические люминофоры. - Харьков: ВНИИ монокристаллов, 1968. - С. 135—136.
11. Okamoto, H. Phase diagrams of binary iron alloys. Series: Monograph series on alloy phase diagrams. V. 9 / H. Okamoto. - Materials Park (OH): ASM International, 1993. - 472 p. (P. 56).
12. Кубашевски, О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа : справочник / О. Кубашевски. - M.: Металлургия, 1985. - 184 с.
13. Avetissov, I. Universal approach for nonstoichiometry determination in binary chemical compounds / I. Avetissov, E. Mozhevitina, A. Khomyakov, T. Khanh // Cryst. Res. Technol. - 2015. - V. 50, iss. 1. - P. 93—100. DOI: 10.1002/crat.201400201
14. Nakano, J. A crystallographically consistent optimization of the Zn—Fe system / J. Nakano, D. V. Malakhov, G. R. Purdy // Calphad. - 2005. - V. 29, iss. 4. - P. 276—288. DOI: 10.1016/j.calphad.2005.08.005
15. Raghavan, V. Fe-Zn (Iron-Zinc) / V. Raghavan // J. Phase Equilibria. - 2003. - V. 24, iss. 6. - P. 544—545. DOI: 10.1361/105497103772084598
16. Dicarlo, J. Preparation and properties of iron-doped II–VI chalcogenides / J. Dicarlo, M. Albert, K. Dwight, A. Wold // J. Solid State Chem. - 1990. - V. 87, iss. 2. - P. 443—448. DOI: 10.1016/00224596(90)90047-2
17. Williams, A. J. The stoichiometry of FeSe / A. J. Williams, T. M. McQueen, R. J. Cava // Solid State Communications. - 2009. - V. 149, iss. 37–38. - P. 1507—1509. DOI: 10.1016/j.ssc.2009.07.011
18. Lee, P. M. X-ray near-edge structure analysis of ZnSe, ZnMnSe and ZnFeSe: experimental and theoretical studies / P. M. Lee, A. Kisiel, E. Burattini, M. Demianiuk // J. Phys.: Condens. Matter. - 1994. - V. 6, N 29. - P. 5771. DOI: 10.1088/09538984/6/29/019
19. Deminiuk, M. Growth of Zn(1-x)Mn(x)Se and Zn(1-x)Fe(x) Se mixed crystals / M. Deminiuk // Mater. Res. Bull. - 1990. - V. 25, iss. 3. - P. 337—342. DOI: 10.1016/0025-5408(90)90105-B
20. Avetissov, I. Nonstoichiometry and luminescent properties of ZnSe crystals grown from melt and vapor / I. Avetissov, K. Chang, N. Zhavoronkov, A. Davydov, E. Mozhevitina, A. Khomyakov, S. Kobeleva, S. Neustroev // J. Crystal Growth. - 2014. - V. 401. - P. 686—690. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2014.01.003
21. Gavrishuk, E. Growth of high optical quality zinc chalcogenides single crystals doped by Fe and Cr by the solid phase recrystallization technique at barothermal treatment / E. Gavrishuk, V. Ikonnikov, T. Kotereva, D. Savin, S. Rodin, E. Mozhevitina, R. Avetisov, M. Zykova, I. Avetissov, K. Firsov, S. Kazantsev, I. Kononov, P. Yunin // J. Crystal Growth. - 2017. - V. 468. - P. 655—661. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.11.009
22. Gavrishchuk, E. M. Room-temperature high-energy Fe2+: ZnSe laser / E. M. Gavrishchuk, S. Yu. Kazantsev, I. G. Kononov, A. Rodin, K. N. Firsov // Quantum Electron. - 2014. - V. 44, N 6. - P. 505—506. DOI: 10.1070/QE2014v044n06ABEH015503
Рецензия
Для цитирования:
Зыкова М.П., Кролевецкая В.Ю., Можевитина Е.Н., Гаврищук Е.М., Аветисов И.Х. Исследование фазовых равновесий тройной системы Zn—Se—Fe для лазерных технологий. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2016;19(2):87-94. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-2-87-94
For citation:
Zykova M.P., Krolevetskaya V.Yu., Mozhevitina E.N., Gavrishchuk E.M., Avetissov I.С. Investigation of the phase diagram of the Zn—Se—Fe ternary system for laser application. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2016;19(2):87-94. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-2-87-94
Просмотров:
933
Послать статью по эл. почте 