CS255070B1 - Způsob přípravy krystalograficky orientovaných krystalů na bázi halogenidu olovnatého - Google Patents

Abstract

Způsob pěstování monokrystalů na bázi halogenidů olova krystalizací z tave- niny, v prostředí obsahujícím nižší obsah chalkogenu a vyšší obsah halogenu, než od ­ povídá tenzi v rozmezí 1 až 10^ Pa. Mono ­ krystal se pěstuje na zárodku orientovaném v krystalografickém směru £θθΐ] , [_100] nebo [llOT , popřípadě ve směru odchylenég od těchto směrů v rozmězí úhlu 45 ± 20 . Při ­ pravené monokrystaly jsou určeny pro využi ­tí v oblasti vrcholných optických elementů.

Description

Předmětem vynálezu je způsob přípravy krystalograficky orientovaných krystalů na bázi halogenidu olovnatého.

Ve světové technice je znám způsob přípravy monokrystalů na bázi halogenidu olovnatého, který je již řadu let předmětem pozornosti pracovníků v oblasti detekce ionisujícího záření, zejména se zřetelem k vysokému atomovému Číslu olova, které nasvědčuje mimořádně velké apsorpci primárního záření. Také je znám způsob přípravy čistých nebo směsných monokrystalů 12 12 <

halogenidů olova obecného vzorce Pb ^Xy^X(2-y)^ř ^de * značí halogen a y = 2.

Krystalisace se provádí z taveniny, v níž obsah olova vůči halogenu nepřesahuje stechiometrický poměr 1:2 a tavenina obsahuje méně než 0,1 mol % příměsí volného nebo vázaného chalkogenu, při čemž v uvedeném prostředí je obsah chalkogenu nižší a obsah halogenu vyšší než odpovídá tenzi v rozmězí 1 až 10^{2 * 4} Pa. (Barta Č. a kol.: čs. AO 250 401).

Je také známo, že jakost i rozměry připravených monokrystalů lze zvýšit, jestliže jsou pěstovány ve vhodném krystalografickém směru, z Čehož vyplývá i možnost lepšího využití vypěstovaného monokrystalu pro vybranou technickou aplikaci, kde krystalografická orientace konečného výrobku hraje významnou roli. Na základě uvedených poznatků byl vyřešen vynález způsobu pěstování monokrystalů na bázi halogenidů olova krystalizací z taveniny, v prostředí obsahujícím nižší obsah chalkogenu a vyšší obsah halogenu než odpovídá tenzi v rozmezí 1 až 10⁴ Pa.

Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém monokrystal se pěstuje na zárodku orientovaném v krystalografickém směru [oOl] , [lOO] nebo [llO], popřípadě ve směru odchýleném od těchto směrů v rozmezí úhlu 45 - 20°.

Přednost způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že monkrystaly halogenidů olovnatých, vypěstované v zadaných krystalografických směrech vykazují při testování orthoskopickými laserovými metodami vyšší optickou jakost než krystaly vypěstované v jiných krystalografických směrech. Vyšší jakost je dána celým souborem ukazatelů: nižším počtem nehomogenit v v indexu lomu v celém monokrystalu, nižším rozptylem světla v celém spektrálním oboru propustnosti a nižším stupněm vnitřního pnutí.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z následujících příkladů provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.

Příklady:

1. Monokrystal chloridu olovnatého (PbCl^) byl připraven krystalizací z taveniny nasycené chlorem, přičemž tavenina vykazovala čistotu 7 N a byla stechiometricky dokonale čistá, tj. obsah olova a chloru odpovídal přesně poměru 1:2. Krystalizace byla vedena v zatavené, vertikálně uložené křeměnné ampuli o průměru 35 mm, délce 150 mm v ovzduší chloru, jehož tlak činil při 20 °C 133 Pa. Tavenina vyplňovala prostor ampule z jedné poloviny, její směrové tuhnutí od jednoho konce ke druhému bylo řízeno rychlostí 1 mm za hodinu. Růst byl řízen na zárodku v krystalografickém směru LlOOj. Jakost připraveného monokrystalu odpovídala požadavkům na vrcholné optické elementy.

2. Monokrystal bromidu olovnatého (PbBr^) byl připraven krystalizací z taveniny nasycené COBr^, přičemž poměr olova k bromu v použité surovině činil 1:2,05. Krystalizace byla řízena v zatavené, horizontálně uložené křemenné ampuli na bezdislokačním zárodku, orientovaném v krystalografické směru [OOl]. Stěny křemenné ampule o průměru 40 mm a délce 250 mm byly pokryty pyrolitickým grafitem. Tavenina vyplňovala prostor ampule z jedné třetiny a její směrové tuhnutí od jednoho konce ke druhému bylo řízeno rychlostí 5 mm za hodinu. Krystalizace byl vedena v ovzduší COB^, jehož tlak činil 103 Pa, jakost připraveného monokrystalu vykazovala vysoké parametry vyhovující požadavkům na špičkové optické prvky.

3. Směsný monokrystal bromidu a jodidu olovnatého (PbBrJ) byl připraven krystalizací z taveniny nasycené směsí zvláště čistých HBr a HJ v poměru 1:1. Obsah olova v použité surovině nepřesahoval stechiometrický poměr vůči halogenům a surovina obsahovala méně než 0,001 mol i příměsi obsahujících volný nebo chemicky vázaný chalkogen, jako O2, ^0, OH ,

O2 nebo SH . Krystalizace byla řízena v zatavené, vertikálně uložené křemenné ampuli na zárodku, orientovaném v krystalografickém směru odchýleném od směru fl007 o 20°. Tavenina vyplňovala prostor ampule ze dvou třetin a její směrové tuhnutí od jednoho konce ke druhému bylo řízeno rychlostí 2 mm/hodinu. Krystalizace byla vedena v ovzduší HBr a HJ, jejichž tlak činil 104 Pa. Připravený monokrystal nevykazoval vnitřní pnutí, a svými parametry vyhovoval pro studium luminiscenčních vlastností.

4. Monokrystal fluoridu olovnatého (PbF₂) byl připraven krystalizací z taveniny, do které bylo vpraveno 0,02 mol % fluoru. Ve výchozí surovině obsah olova nepřesahoval stechiometrický poměr vůči halogenu a obsah příměsí obsahujících volný nebo chemicky vázaný chalkogen byl nižší než 0,05 mol %. Krystalizace byla řízena v prostředí směsi fluoru F a HF a s nižším obsahem chalkogenu než 10 Pa. Krystalizace probíhala v horizontálně umístěné lodičce z pyrolitického grafitu uložené v zatavené křemenné ampuli, jejíž stěna byla zevnitř potažena vrstvou pyrolitického grafitu. Lodička měla šířku 25 mm a byla 200 mm dlouhá. Směrové tuhnutí taveniny bylo řízené rychlostí 10 mm za hodinu. S využitím termotaxie byl růst minokrystalu řízen v krystalografickém směru [lio). Finální výrobek splnil požadavky na vrcholné optické prvky

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob pěstování monokrystalů na bázi halogenidu olova krystalizací z taveniny, v prostředí obsahujícím nižší obsah chalkogenu a vyšší obsah halogenu než odpovídá tenzi v rozmezí 1 až 10⁴ Pa, vyznačující se tím, že monokrystal se pěstuje na zárodku orientováném v krystalografickém směru fooij , [l00] nebo [lioj, popřípadě ve směru odchýleném od těchto směrů v rozmezí úhlu 45 - 20°.