Научный руководитель: Э.М. Галлямов, СУНЦ МГУ
Никулина Елизавета презентация
В настоящее время активно проводятся исследования различных соединений с редкоземельными металлами, к которым относятся сложные ванадаты стронция-иттербия. Эти вещества обладают некоторыми свойствами, которые позволяют использовать их в разных областях науки и техники. К примеру, их нелинейно-оптические свойства дают возможность применять их в лазерах и оптических усилителях.
Цель работы: Изучить взаимосвязь состав-структура-свойства для Sr10,5‑1,5xYbx(VO4)7.
В наши задачи входило получение образцов методом твёрдофазного синтеза, проверка фазового состава при помощи рентгенофазового анализа, а также проверка способности к генерации второй гармоники.
С опорой на уравнение реакции, были рассчитаны массы исходных веществ для получения 8 образцов состава Sr10,5-1,5xYbx(VO4)7, где x = 0; 1/6; 2/6; 3/6; 4/6; 5/6; 1; 7/6.
(21-3x)SrCO3 + xYb2O3 +7V2O5 → 2Sr10,5-1,5xYbx(VO4)7 + (21-3x)CO2
Для смешивания навески брались с точностью ±0,0005 г. Вещества были проверены и не содержали примесных фаз. Взятые навески перетирались в ступке с ацетоном, после чего отправлялись в печь для спекания, переложенные в тигли. Спекание проводилось в 5 этапов при температурах 350-700-1000-1000-1000°С. В течение 10 часов производился нагрев, далее ещё 50 часов образцы выдерживались при заданной температуре. Между каждым этапом образцы вынимались и ещё раз перетирались в ступке с ацетоном.
Рентгенофазовый анализ: Мы построили график зависимости интенсивности излучения от угла 2θ, под которым свет попадал на образец, основываясь на данных, которые мы получили, проведя рентгенофазовый анализ образцов. Исследование проводилось при 2θ, принадлежащем от 10° до 40° с шагом 1°. Начиная с образца с х = 3/6, обнаружена двухфазная область, где присутствовали одновременно витлокитоподобная (пр. гр. R3c) и пальмиеритоподобная (пр. гр. R-3m) фазы. До этого значения образцы однофазные (пальмиеритопободные).
Генерация второй гармоники: Наибольшее значение интенсивности излучения было зафиксировано у образцов с х = 1; 7/6. Из-за этого мы понимаем, что лучше всего нелинейно-оптические свойства выражены именно у этих соединений.
Вывод: Были синтезированы образцы, кристаллизующиеся в пространственных группах R3c и R-3m. Для образцов, содержащих витлокитоподобную фазу, обнаружен сигнал ГВГ, превосходящий кварцевый эталон.
Использованная литература:
Малахо А.П. Твердые растворы в системе Ca9Bi(VO4)7 – Sr9Bi(VO4)7: строение, сегнетоэлектрические и нелинейно-оптические свойства. // Журнал неорганический химии, т. 48, №11, 2003. С. 1-14.
Петрова Д.А. Сегнетоэлектрики-витлокиты с высокой оптической нелинейностью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук, Москва, 2017.
Непочатенко В.А. Формирование доменной структуры в сегнетоэластике Pb3(VO4)2.
Ковба Л.М. Рентгенография в неорганической химии, Изд-во МГУ, 1991.