RU2485218C1 - Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута - Google Patents
Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485218C1 RU2485218C1 RU2012112190/05A RU2012112190A RU2485218C1 RU 2485218 C1 RU2485218 C1 RU 2485218C1 RU 2012112190/05 A RU2012112190/05 A RU 2012112190/05A RU 2012112190 A RU2012112190 A RU 2012112190A RU 2485218 C1 RU2485218 C1 RU 2485218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nabi
- crystals
- crystal
- sodium tungstate
- growth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области выращивания из расплава нелегированных кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2, являющегося перспективным материалом для Черепковских детекторов. Выращивание кристаллов осуществляют методом Чохральского в воздушной атмосфере со скоростью вытягивания 4-5 мм/час и скоростью вращения кристалла 15-19 мин-1. Способ позволяет получать кристаллы, прозрачные в видимом диапазоне начиная с длины волны 352 нм. 3 ил., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области выращивания кристаллов из расплава. Вольфрамат натрия висмута NaBi(WO4)2 - перспективный материал для Черенковских детекторов.
Известен способ получения кристаллов NaBi(WO4)2 методом Чохральского [E.G.Devitsin, V.A.Kozlov, V.A.Nefedov, A.R.Terkulov, B.I.Zadneprovski. Colorless NaBi(WO4)2: In Cherenkov Crystals for Electromagnetic Calorimetry. Научно-информационный журнал «ЭЛЛФИ», 2003, выпуск 5, №28, с.1-14] - прототип, в котором кристаллы выращивают в воздушной среде, из платиновых тиглей, со скоростью вытягивания 4-5 мм/час при скорости вращения 30-32 мин-1. По этому способу получены нелегированные кристаллы NaBi(WO4)2, а также кристаллы, легированные индием.
Основной недостаток способа-прототипа состоит в том, что нелегированные кристаллы NaBi(WO4)2 практически непрозрачны в диапазоне длин волн 352-380 нм, что снижает эффективность их применения в Черенковских детекторах. При выращивании кристаллов по способу-прототипу, для обеспечения прозрачности в указанном диапазоне, NaBi(WO4)2 необходимо легировать индием, что усложняет процесс.
На Фиг.1 представлены опубликованные авторами способа-прототипа [E.G.Devitsin, V.A.Kozlov, V.A.Nefedov, A.R.Terkulov, B.I.Zadneprovski. Colorless NaBi(WO4)2: In Cherenkov Crystals for Electromagnetic Calorimetry. Научно-информационный журнал «ЭЛЛФИ», 2003, выпуск 5, №28, с.1-14] спектры светопропускания нелегированного NaBi(WO4)2, а также кристалла, легированного индием. Из спектров на Фиг.1 видно, что нелегированный кристалл NaBi(WO4)2 прозрачен в видимом диапазоне начиная с длины волны 380 нм, а легированный индием - начиная с длины волны 352 нм.
Задачей данного изобретения является упрощение процесса получения кристаллов NaBi(WO4)2, прозрачных в диапазоне длин волн 352-380 нм.
Эта задача решается в предлагаемом способе в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 4-5 мм/час за счет выращивания нелегированных кристаллов NaBi(WO4)2 со скоростью вращения 15-19 мин-1.
На фиг.2 показаны кристалл NaBi(WO4)2, выращенный по предлагаемому способу (слева), и заготовка твердотельного элемента Черепковского детектора из такого кристалла (справа).
На фиг.3 представлен спектр светопропускания кристалла NaBi(WO4)2, выращенного по предлагаемому способу. Видно, что материал прозрачен в видимом диапазоне начиная с волнового числа 28400 см-1, что соответствует длине волны 352 нм.
Таким образом, получен нелегированный NaBi(WO4)2, прозрачный в диапазоне длин волн 352-380 нм.
Достигнутый результат может быть объяснен следующим образом. При выращивании NaBi(WO4)2 с высокими скоростями вытягивания и вращения, в кристаллах, как правильно отмечено авторами способа-прототипа, образуются точечные дефекты, а именно вакансии вольфрама и атомы висмута, занимающие места атомов натрия в решетке (см. [E.G.Devitsin, V.A.Kozlov, V.A.Nefedov, A.R.Terkulov, B.I.Zadneprovski. Colorless NaBi(WO4)2: In Cherenkov Crystals for Electromagnetic Calorimetry. Научно-информационный журнал «ЭЛЛФИ», 2003, выпуск 5, №28, с.4]). Эти дефекты обуславливают появление глубоких энергетических уровней в запрещенной зоне NaBi(WO4)2, вызывающих интенсивное поглощение света в диапазоне длин волн 350-420 нм и, как следствие, непрозрачность кристаллов в диапазоне длин волн 352-380 нм. В способе-прототипе прозрачность кристаллов в диапазоне длин волн 352-380 нм достигается за счет компенсации глубоких уровней при введении примеси индия. В предлагаемом способе, за счет снижения скорости вращения кристалла, существенно снижается концентрация точечных дефектов в NaBi(WO4)2, что позволяет получать нелегированные кристаллы, прозрачные в диапазоне длин волн 352-380 нм. Исключение легирования упрощает технологический процесс.
Предлагаемый интервал скорости вращения выбран экспериментально. При скорости выше 19 мин-1 значительно возрастает концентрация точечных дефектов в кристаллах, и, как следствие, NaBi(WO4)2 интенсивно поглощает свет с длинами волн 352-380 нм. При скоростях вращения ниже 15 мин-1 выращивание качественного NaBi(WO4)2 неосуществимо, так как в этом случае механизм роста сменяется на дендритный и в кристаллах образуется множество структурных макродефектов, что делает невозможным применение NaBi(WO4)2 в Черенковских детекторах.
Пример 1
Кристалл вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2 выращивается методом Чохральского в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 4 мм/час и скоростью вращения кристалла 14 мин-1. Получить качественный NaBi(WO4)2 не удается из-за дендритного механизма роста кристалла.
Пример 2
Кристалл вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2 выращивается методом Чохральского в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 5 мм/час и скоростью вращения кристалла 15 мин-1. Получен кристалл NaBi(WO4)2, прозрачный в диапазоне длин волн 352-380 нм.
Пример 3
Кристалл вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2 выращивается методом Чохральского в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 4 мм/час и скоростью вращения кристалла 19 мин-1. Получен кристалл NaBi(WO4)2, прозрачный в диапазоне длин волн 352-380 нм.
Пример 4
Кристалл вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2 выращивается методом Чохральского в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 5 мм/час и скоростью вращения кристалла 20 мин-1. Получен кристалл NaBi(WO4)2, практически полностью поглощающий свет в диапазоне длин волн 352-380 нм, т.е. непрозрачный в данном диапазоне.
Claims (1)
- Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO4)2 методом Чохральского в воздушной атмосфере из платинового тигля со скоростью вытягивания 4-5 мм/ч, отличающийся тем, что скорость вращения кристалла составляет 15-19 мин-1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112190/05A RU2485218C1 (ru) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112190/05A RU2485218C1 (ru) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2485218C1 true RU2485218C1 (ru) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012112190/05A RU2485218C1 (ru) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2485218C1 (ru) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059026C1 (ru) * | 1993-05-13 | 1996-04-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья | Сцинтилляционный материал |
-
2012
- 2012-03-29 RU RU2012112190/05A patent/RU2485218C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059026C1 (ru) * | 1993-05-13 | 1996-04-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт синтеза минерального сырья | Сцинтилляционный материал |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DEVITSIN E.G. et al. Colorless NaBi(WO 4 ) 2 :In Cherenkov crystals for electromagnetic calorimetry// Научно-информационный журнал «ЭЛЛФИ». - 2003, вып.5, №28, с.1-14. * |
| DEVITSIN E.G. et al. Colorless NaBi(WO):In Cherenkov crystals for electromagnetic calorimetry// Научно-информационный журнал «ЭЛЛФИ». - 2003, вып.5, No.28, с.1-14. SUN J. et al. Investigation on crystal growth and spectra properties of NaBi(WO)// * |
| SUN J. et al. Investigation on crystal growth and spectra properties of NaBi(WO 4 ) 2 // * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2984213A1 (fr) | Fabrication d'un materiau scintillateur du type elpasolite | |
| Enculescu | Morphological and optical properties of doped potassium hydrogen phthalate crystals | |
| Ahmed et al. | Structural, morphological and optical properties of Cr doped ZnS nanoparticles prepared without any capping agent | |
| Loiko et al. | Influence of NiO on phase transformations and optical properties of ZnO–Al2O3–SiO2 glass–ceramics nucleated by TiO2 and ZrO2. Part II. Optical absorption and luminescence | |
| Dai et al. | Enhanced mid-IR luminescence of Tm3+ ions in Ga2S3 nanocrystals embedded chalcohalide glass ceramics | |
| Alombert-Goget et al. | Luminescence and coloration of undoped and Ti-doped sapphire crystals grown by Czochralski technique | |
| Dhumane et al. | Growth and characterization of L-Alanine-doped Zinc Thiourea Chloride single crystal (ZTC) | |
| Mironov et al. | Mid-IR luminescence of Cr2+: II—VI crystals in chalcogenide glass fibres | |
| RU2485218C1 (ru) | Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута | |
| Zhou et al. | Ultra-broadband and enhanced near-infrared emission in Bi/Er co-doped PbF2 laser crystal | |
| Ivleva et al. | Growth of optically homogeneous BaWO4 single crystals for Raman lasers | |
| Wang et al. | Enhanced~ 2.7 µm emission investigation of Er3+: 4I11/2→ 4I13/2 transition in Yb, Er, Pr: SrLaGa3O7 crystal | |
| RU2344208C1 (ru) | Нелинейный монокристалл литиевых халькогенидов | |
| Sugiyama et al. | Dopant segregation in rare earth doped lutetium aluminum garnet single crystals grown by the micro-pulling down method | |
| Liu et al. | Up-conversion properties of Yb, Tb: YAG single crystals grown by the micro-pulling-down method | |
| Rajendran et al. | Growth and Characterization of Co‐Doped L‐Lysine Monohydrochloride Dihydrate (CLMHCl) Single Crystals by Slow Evaporation Method | |
| Wageh et al. | CdSe nanocrystals in novel phosphate glass matrix | |
| Wang et al. | Growth and spectroscopic characteristics of Cr3+: KSc (WO4) 2 Crystal | |
| Shur et al. | Growth of Zr co-doped Tm: LiNbO3 single crystal for improvement of photoluminescence property in blue wavelength range | |
| Lu et al. | Growth and optical properties of Tm: YAlO3 single crystals with different Tm concentrations | |
| Stanculescu et al. | Organic/inorganic-doped aromatic derivative crystals: growth and properties | |
| Tang et al. | Blue and green upconversion emissions of Zr: Nd: LiNbO3 single crystals | |
| Stef et al. | Influence of Various Impurities on the Optical Properties of YbF _3-Doped CaF _2 Crystals | |
| Lin et al. | The behavior of Er3+ dopants during crystallization in oxyfluoride silicate glass ceramics | |
| RU2543876C1 (ru) | Способ получения кристаллов фторидов щелочноземельных металлов |