Научный руководитель — Э.М. Галлямов, СУНЦ МГУ
Цели:
Определить границу неоднофазности витлокитоподобного Sr9-xPbxLu(VO4)7, используя метод РФА, изучить нелинейно-оптические свойства однофазных образцов.
Актуальность:
Был выбран Sr9-xPbxLu(VO4)7 так как он обладает следующими свойствами:
1. Способность к ГВГ
2. Пространственная структура R3C. Кристаллическая решётка витлокита представляет собой прямоугольный ромбоэдр. И R3C описывает симметрию этой решетки. Витлокитоподобные соединения интересны своими сегнетоэлектрическими, пьезоэлектрическими, нелинейно-оптическими и ион-проводящими свойствами, проявляющимися в рамках одного состава.
Ход работы:
Для работы был выбран ряд веществ с общей формулой Sr9-xPbxLu(VO4)7, где x принимает значения от 0 до 1,5 с шагом 0,25. Для синтеза были взяты: карбонат стронция, оксид свинца (II), оксид ванадия (V) и оксид лютеция. Расчет производился с помощью программы, для получения более точных значений.
Вещества были перемешаны и 5 раз при разных температурах поставлены в печь: первый раз – при 350 градусах, второй раз – при 700, ещё три раза – при 1000. Процессы нагревания и остывания длятся около 10 часов, поддержание постоянной температуры – 50 часов. Изначально все порошки имели оранжевый цвет, так как оксид ванадия (V) был. После прокаливания порошки изменяли окраску, с бледно желтой при х = 0 до серой. Затем все навески веществ поместили в эппендорфы для последующего проведения РФА и анализа ГВГ.
Перед приведением результатов анализа, вкратце расскажем о том, что происходит с исследуемым веществом. Перед пропусканием рентгеновских лучей по специальной трубке, лучи были созданы следующим образом: в вакууме находятся вольфрамовый катод и медный анод, на который прилетают электроны, сталкиваясь с атомом меди, выбивают электроны на нижнем уровне, в результате чего испускается рентгеновский луч. Затем лучи были пропущены через наш витлокитоподобный образец. Атомы вещества образуют некоторое количество плоскостей, между которыми расстояние d и n слоев, лучи падают и отражаются от этой плоскости под углом Ø, лямбда — длина волны рентгеновского излучения. Был построен график зависимости интенсивности рентгеновского излучения от угла 2Ø, принадлежащего от 10 до 40 градусов, так как на этих углах находятся наиболее характерные для витлокитоподобных соединений дифракционные пики. Также перед показом результатов ГВГ, необходимо рассказать о происходящих процессах. Через витлокит пропускается лазерное излучение, с длиной волны 1056 нм. В вещество входят x-2n фотона. Они обладают энергией Е и частотой v. При прохождении через витлокит они сливаются и уже обладают энергией 2Е, частотой 2v и длиной волны 528 нм, что соответствует зелёному За единицу в нашем случае принимается количество фотонов, слившихся при проходе через кварц, с этим количеством сравнивается количество фотонов, прошедших через витлокитоподобную структуру.
Вывод:
Проведя исследование методом РФА, уточнив по Le Bail, установили, что при повышении содержания свинца ГВГ падает.
Источники информации:
- Belik A.A. et al. New noncentrosymmetric vanadates Sr9R(VO4)7 (R = Tm, Yb, and Lu): Synthesis, structure analysis, and characterization // Chem. Mater., 2005, v. 17(1), pp. 122–129.
- Belik A.A. et al. Phase transitions in Sr-containing phosphates and vanadates with β-Ca3(PO4)2-related structures // Solid State Ionics, 2004, v. 172(1-4), pp. 533–537.
- Петрова Дарья Андреевна. Сегнетоэлектрики-витлокиты с высокой оптической нелинейностью