Калашников Владислав. Получение Sr9-xPbxTm(VO4)7: граница неоднофазности и свойства

Научный руководитель — Э.М. Галлямов, СУНЦ МГУ

Калашников_презентация

Цель исследования: Определить границу однофазности витлокита Sr9-xPbxTm(VO4)7, используя метод РФА, изучим его нелинейно-оптическую активность (способность к ГВГ).

Актуальность: Был выбран Sr(9-x)PbxTm(VO4)7, так как он обладает следующими свойствами:

  1. Способность к генерации второй оптической гармоники.
  2. Пространственная структура – R3C.
  3. При определенных условиях способен быть сегнетоэлектриком.
  4. Содержит в качестве редкоземельного металла тулий, занимающий большой объем. Добавляли свинец, также имеющий большой радиус.

Ход работы: Для работы был выбран ряд веществ с общей формулой Sr9-xPbxTm(VO4)7, где x принимает значения от 0 до 1,5 с шагом 0,25. Прекурсоры для синтеза: карбонат стронция, оксид свинца (II), пентаоксид диванадия и оксид тулия. Расчет масс исходных веществ проводились с расчетом на получение 2 грамм вещества при стопроцентном выходе. Прекурсоры были перемешаны и 5 раз оставлены в печи на 3 дня. Изначально все порошки имели оранжевый цвет. После прокаливания порошки изменяли окраску, с бледно желтой при х = 0 до серой у веществ с х большим 0.5. серый цвет порошка может свидетельствовать о потери однофазности. Затем все навески веществ поместили в пробирки Эппендорфа для последующего проведения РФА и анализа ГВГ.

Рентгенофазовый анализ: При проведении РФА оказалось, что при добавлении в структуру катионов Pb структура кристаллической решетки вещества быстро разрушается. При x=0.5 однофазность потеряна

Анализ ГВГ: При отсутствии Pb ГВГ составляло 16 относительно кварцевого эталона, при x=0.25 ГВГ снижается до 5, затем кристаллическая структура витлокита окончательно рушится и ГВГ снижается до 0.5 при x=0.5, а далее до 0.1. Это подтверждает, что при переходе от 0.25 к 0.5 однофазность теряется.

Вывод: Используя методы исследования РФА и ГВГ было установлено, что граница однофазности лежит в промежутке x принадлежащем от 0.25 до 0.5. Для однофазных образцов получены нелинейно-оптические свойства, превосходящие кварцевый эталон.

Список литературы:

  1. Петрова Д. А. Сегнетоэлектрики-витлокиты с высокой оптической нелинейностью// Москва, Химический факультет МГУ, 2017, с. 42-44.
  2. Химия твёрдого тела. Теория и приложение: в 2-х частях / А. Вест; перевод с английского канд. хим. наук Кауля А. Р. и канд. хим. наук Куценка И. Б.; под редакцией академика Ю. Д. Третьякова. — Москва: Мир, 1988, часть 1, с 64-66.
  3. Павлов П.В. Хохлов А.Ф. Физика твердого тела // Москва, «Высшая школа», 2000, с. 355.
Перейти к содержимому