CS244158B1 - Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions - Google Patents

Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions Download PDF

Info

Publication number
CS244158B1
CS244158B1 CS844680A CS468084A CS244158B1 CS 244158 B1 CS244158 B1 CS 244158B1 CS 844680 A CS844680 A CS 844680A CS 468084 A CS468084 A CS 468084A CS 244158 B1 CS244158 B1 CS 244158B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
molybdenum
ions
single crystals
vol
cultivation
Prior art date
Application number
CS844680A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS468084A1 (en
Inventor
Jiri Kvapil
Josef Kvapil
Bohumil Perner
Original Assignee
Jiri Kvapil
Josef Kvapil
Bohumil Perner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Kvapil, Josef Kvapil, Bohumil Perner filed Critical Jiri Kvapil
Priority to CS844680A priority Critical patent/CS244158B1/en
Publication of CS468084A1 publication Critical patent/CS468084A1/en
Publication of CS244158B1 publication Critical patent/CS244158B1/en

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

Způsob pěstování monokrystalů yttritohlinitého granátu, dotovaných ionty molybdenu β obsahem až desetin hmotnostních % iontů molybdenu a výrazných spektrem, odpovídajícím jejich zabudování v mřížce v podobě trojmoonýoh iontů a potlačenou tvorbou barevných center, což přináší značné výhody pri využití těchto monokrystalů v laserově technice a při detekci ionizujícího záření, kde cíle je dosaženo tím, ze se pěstuje z taveniny složené z oxidů yttria, hliníků a případně neodymu z molybdenového kelímku a surovina obsahuje příměs 0,0003 až 0,1 hmot. % fosforu vztaženo na výchozí surovinu, přičemž ochranná atmosféra je tvořena směsí 2 až 50 obj. % vodíku a 98 až 50 obj. % argonu.Method of growing yttritohumina monocrystals garnets, doped with molybdenum ions β content up to tenths by weight % of molybdenum ions and distinct spectra, corresponding to their incorporation in lattice-like ions and suppressed by creating color centers, which brings considerable benefits in using these single crystals in laser technology and at detecting ionizing radiation where the target is achieved by being grown from the melt composed of yttrium oxides, aluminum oxides and, where appropriate, molybdenum crucible neodymium and raw material contains an admixture of 0.0003 to 0.1 wt. % of phosphorus based on the starting material, wherein the protective atmosphere is formed a mixture of 2 to 50 vol% hydrogen and 98 to 50 vol. % argon.

Description

Vynález ee týká způsobu pěstování monokrystalů yttritohlinitého granátu, dotovaných ionty molybdenu, u nichž je současně zvýšena odolnost proti vzniku nežádoucích barevných uenter.The present invention relates to a process for the cultivation of molybdenum-doped yttrium-aluminum garnet monocrystals, wherein the resistance to the formation of undesired colored uenteres is increased.

Zvýšený význam monokrystalů yttritohlinitáho granátu jako aktivních materiálů pro lasery podminuje další vývoj pěstovacích metod. Ekonomicky výhodný způsob pěstování z taveniny za použití molybdenových kelímků přináší zároveň možnost dotace uvedených monokrystalů ionty molybdenu. Za použití dokonale čistá ochranná atbosfáry, složená ze vzácného plynu a vodíku k rozpouš tění molybdenu v tavenině prakticky nedochází a monokrystaly obsahují molybdenu náně než odpovídá detekční nezi neutronová aktivační analýzy, tj. méně než 10“^ hnot. %. Vodní pára v nepatrná konoetraci způsobuje rozpouštění nolybdenu a jeho přenos do rostoucího monokrystalu, kde jeho koncentraoe nůže dosáhnout setin hmotnostních % bez vzniku zákalů; při zvýšenán obsahu vodní páry v ochranná atnosfáře obsahuje monokrystal částečky cizí fáze - kovu, která ho pro jakákoli optická použiti znehodnocují, takže vyšší koncentrace nolybdenu přítomného v iontová podobě v monokrystalech nelze zvlhčovánín ochranná atmosféry dosáhnout.The increased importance of yttrium-aluminum garnet single crystals as active materials for lasers undermines further development of cultivation methods. At the same time, the economically advantageous method of melt cultivation using molybdenum crucibles provides the possibility of doping said monocrystals with molybdenum ions. Using a perfectly pure protective atmosphere composed of noble gas and hydrogen, molybdenum dissolution in the melt practically does not occur and the monocrystals contain molybdenum more than the corresponding neutron activation analysis, i.e. less than 10%. %. Water vapor in slight conetration causes the dissolution of nolybdenum and its transfer to the growing single crystal, where its concentration can reach hundredths of a weight% without haze formation; when the water vapor content of the protective atmosphere is increased, the single crystal contains foreign-metal particles which render it devoid of any optical application, so that higher concentrations of nolybdenum present in the ionic form in the single crystal cannot be achieved by humidifying the protective atmosphere.

Uvedený nedostatek lze odstranit způsoben pěstování monokrystalů yttritohlinitého granátu dotovaných ionty molybdenu pěstováním z taveniny, tvořené oxidy yttria, hliníku a případně neodymu obsažená v molybde244 158 novén kelímku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se pěstuje z taveniny, která obsahuje příměs 0,0003 až 0,1 hmot.% fosforu vztaženo na výchozí surovinu přičemž ochranná atmosféra je tvořena směsí 2 až 50 obj.% vodíku a 98 až 50 obj.% argonu.This deficiency can be remedied by the cultivation of molybdenum-doped yttrium-aluminum garnet monocrystals by melt cultivation consisting of yttrium oxides, aluminum oxides and possibly neodymium contained in molybde244 158 novel crucible according to the invention, characterized in that it is cultivated from melt containing admixture 0 The protective atmosphere consists of a mixture of 2 to 50 vol.% Hydrogen and 98 to 50 vol.% Argon.

Při tomto způsobu se docílí rozpouštění molybdenu v podobě iontů, molybdenitech lto^* a to až do koncentraoe odpovídající desetinám % hmotnostních bez vzniku jakýchkoli zákalů. Monokrystal zároveň obsahuje ionty fosforu, zabudované zřejmě jako trojmocné ionty v koncentraci přibližně desetkrát nižší než je koncentrace iontů molybdenu, oož nemá nežádoucí vliv na jakost vypěstovaných monokrystalů. Monokrystaly mají po vypěstování zelenou barvu, odpovídající relativně širokým absorpčním pásům s maximy při 383 a 670 nm, po oxidačním žíhání jsou bezbarvé a po žíhání ve vodíku mají stejnou barvu jako po vypěstování..Ha rozdíl od monokrystalů pěstovaných ve vlhké ochranné atmosféře semv nich ozářením ultrafialovým světlem nevyvolávají barevná centra, lato vznikají jen v případě, kdy monokrystal obsahuje vedle molybdenu některé dalěí ionty.In this process, molybdenum in the form of ions, molybdenites 10 to 10 is obtained, up to a concentration of tenths by weight without any haze. At the same time, the single crystal contains phosphorus ions, apparently incorporated as trivalent ions, at a concentration approximately ten times lower than that of molybdenum ions, which does not adversely affect the quality of the monocrystals grown. Monocrystals have a green color after cultivation, corresponding to relatively wide absorption bands with maxima at 383 and 670 nm, after oxidation annealing they are colorless and after annealing in hydrogen they have the same color as after cultivation. Unlike monocrystals grown in a humid protective atmosphere ultraviolet light does not induce color centers, lato arise only when a single crystal contains in addition to molybdenum other ions.

ZpAsobem podle vynálezu lze pěstovat monokrystaly^ yttritohlinitého granátu s obsahem až desetin hmotnostních % lontů molybdenu e výrazným spektrem odpovídajícím jejich zabudování v mřížce v podobě trojmocnýeh iontů a potlačenou tvorbou barevných center, což přináší značné výhody při využití těchto monokrystalů v laserové technice nebo při detekci ionizujícího záření.By the method of the present invention, single crystals of yttrium aluminum garnet containing up to tenths by weight of molybdenum lions have a distinct spectrum corresponding to their incorporation in the trivalent ion lattice and suppressed color center formation, which brings considerable advantages when using these single crystals in laser technology or in ionizing detection radiation.

Příklad 1Example 1

Byly pěstovány monokrystaly yttritohlinitého granátu o průměru 25 mm a déloe 75 mm Czochralskiho metodou za použití molybdenových kelínků o vnitřním průměru 50 mm a výšce 60 mm pod ochrannou atmosférou, tvořenou směsí 8 obj.% vodíku a 92 obj.% argonu. Výchozí surovi-Single crystals of yttrium-aluminum garnet with a diameter of 25 mm and a length of 75 mm by the Czochralski method were grown using molybdenum kernels with an inner diameter of 50 mm and a height of 60 mm under a protective atmosphere consisting of a mixture of 8 vol% hydrogen and 92 vol% argon. Default-

244 158 na obsahovala slinováním hydroxidu hlinitého a šíavelanu yttritého připravenou granátovou fázi Y^Al^O^, k níž byl přidán fosforečnan yttritý v množství odpovídajícím 0,006 haot.% fosforu, vztaženo na výchozí surovinu. Vypěstované monokrystaly zelené barvy obsahovaly přibližně 0,006 hmot.% iontů molybdenu a byly zcela prosty inkluzí cizí fáze. Monokrystaly pěstované zcela stejně,1 ze stejné táveniny, ale bez příměsi fosforu, obsahovaly inkluze a nebyly opticky hmogenní.244,158 na contained sintered aluminum hydroxide and yttrium oxalate prepared by the garnet phase Y 2 Al 2 O 4, to which yttrium phosphate was added in an amount corresponding to 0.006 haot% phosphorus, based on the starting material. The cultivated green monocrystals contained approximately 0.006 wt% molybdenum ions and were completely free of foreign phase inclusions. Monocrystals grown in exactly the same way, 1 from the same batt but without phosphorus, contained inclusions and were not optically humogenous.

Příklad 2Example 2

Byly pěstovány monokrystaly yttritohlinitého granátu o průměru 30 mm a délce 100 mm Czochralskiho metodou za použití molybdenového kelímku o vnitřním průměru 75 mm a výšce 80 mm pod nochrannou atmosférou, tvořenou směsí 30 obj.% vodíku a 70 obj.% argonu.Single crystals of yttrium aluminum garnet with a diameter of 30 mm and a length of 100 mm by the Czochralski method were grown using a molybdenum crucible with an inner diameter of 75 mm and a height of 80 mm under a protective atmosphere consisting of a mixture of 30 vol% hydrogen and 70 vol% argon.

Výchozí surovina obsahovala oxid hlinitý, yttritý a neodymitý v molárním poměru 5 : 2,85 : 0,15 a bylo k ní přidáno 0,.8 mol.% fosforečnanu yttritého, vztaženo na oxid yttritý, tj. 0,06 hmot.% fosforu vztaženo na výchozí surovinu. Vypěstované monokrystaly obsahovaly 0,8 at.% neodymu a 0,04 at.% molybdenu vztaženo na yttritum a laserové tyče z těchto monokrystalů vyrobené vykazovaly v laserovém pulznín provozu o 30 % vyšší účinnost než stejné tyče, vyrobené z monokrystalů pěstovaných stejným způsobem, ale z výchozí suroviny bez příměsy fosforu.The feedstock contained alumina, yttrium, and neodymium in a molar ratio of 5: 2.85: 0.15 and was added with 0.8 mol% yttrium phosphate based on yttrium oxide, i.e. 0.06 wt% phosphorus based on the starting material. The single crystals produced contained 0.8 at.% Neodymium and 0.04 at.% Molybdenum based on yttrite, and the laser rods produced from these single crystals exhibited 30% higher efficiency in the laser pulse operation than the same rods produced from single crystals grown in the same way, but from raw material without phosphorus.

Claims (1)

Způsob pěstování monokrystalů yttritohlinitého granátu, dotovaných ionty molybdenu z taveniny, tvořené oxidy yttria, hliníku a případně neodymu, obsažené v molybdenovém kelímku, vyznačený tím,že tavenina obsahuje příměs 0,0003 až 0,1 hmot.% fosforu vztaženo na výchozí surovinu, přičemž ochranná atmosféra je tvořena směsí 2 až 50 obj.% vodíku a 98 až 50 obj.% argonu.A process for the cultivation of yttrium aluminum garnet monocrystals doped with molybdenum ions from a melt consisting of yttrium, aluminum and optionally neodymium oxides contained in a molybdenum crucible, characterized in that the melt contains 0.0003 to 0.1 wt.% Phosphorus based on the feedstock, the protective atmosphere consists of a mixture of 2 to 50 vol% hydrogen and 98 to 50 vol% argon.
CS844680A 1984-06-20 1984-06-20 Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions CS244158B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS844680A CS244158B1 (en) 1984-06-20 1984-06-20 Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS844680A CS244158B1 (en) 1984-06-20 1984-06-20 Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS468084A1 CS468084A1 (en) 1985-09-17
CS244158B1 true CS244158B1 (en) 1986-07-17

Family

ID=5390110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS844680A CS244158B1 (en) 1984-06-20 1984-06-20 Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS244158B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005000743A3 (en) * 2003-06-27 2005-03-24 Univ Sheffield Hallam Molybdenum doped alumina garnets

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005000743A3 (en) * 2003-06-27 2005-03-24 Univ Sheffield Hallam Molybdenum doped alumina garnets

Also Published As

Publication number Publication date
CS468084A1 (en) 1985-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102076892B (en) Doped low temperature phase BaB204 single crystal, the manufacturing method thereof and wave changing elements therefrom
Erdei et al. Growth studies of YVO4 crystals (II). Changes in Y V O‐stoichiometry
Kvapil et al. Nonstoichiometric defects in YAG and YAP
CS244158B1 (en) Method of yttrio-aluminium garnet's single crystals cultivation,doped with molybdenum ions
Zharikov et al. X-ray diffraction study of the structure and defect system of Yb-activated (Na 0.5 Gd 0.5) WO 4 crystals
Autrata et al. Cathodoluminescent efficiency of Y3Al5O12 and YAlO3 single crystals in dependence on Ce3+ and other dopants concentration
JP2796632B2 (en) Transparent polycrystalline yttrium aluminum garnet and method for producing the same
CN102618928A (en) High-efficiency mid-infrared laser crystal and preparation method thereof
US3595803A (en) Method for growing oxide single crystals
Blasse et al. The luminescence of hexavalent uranium in solids
US4124524A (en) Neodymium ultraphosphates and process for their preparation
US3567643A (en) Hydrothermal process for growing crystals having the structure of beryl in an acid halide medium
CN1958881A (en) Boratory laser crystal Li6R(1-x)REx(B03)3 and preparation method, and application
Finch et al. Czochralski growth and characterization of single-crystal akermanite (Ca2MgSi2O7)
JPH09328396A (en) Garnet crystal for substrate of magnetooptic element and its production
Baccaro Recent progress in the development of lead tungstate crystals
JPS6278195A (en) Method of growing garnet ferrite single crystal
CN100401602C (en) Zinc oxide bluish violet light semiconductor growth using liquid phase epitaxial method
CN107541781A (en) A kind of method for being used to grow borosilicic acid lanthanum crystal
Harris et al. Optical studies of Czochralski and hydrothermal bismuth silicate
Deshmukh et al. Correlation between microhardness, dislocation mobility and the isothermal stability of coloration in microcrystalline powders of KCl
EP0760403B1 (en) Method of growing a rare earth silicate single crystal
Han et al. Synthesis, growth and doped properties of PbWO4 crystals
CS268111B1 (en) Method of yttrium-aluminium perovskite's laser single crystals preparation doped by cerium,neodymium and/or erbium iones
RU2128734C1 (en) METHOD OF PREPARING MONOCRYSTALS OF POTASSIUM TITANYL ARSENATE KTiOAsO4