Садовская Л.Я., Власова С.В. Елина Е.В.

Днепропетровский национальный университет

ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДИТЕЛЛУРИТОВ

Теллуриты составляют малоизученный структурный класс материалов. Интерес к синтезу и исследованию физических свойств этой группы соединений стимулирован замечательными акустооптическими свойствами кристаллов парателлурита и широким использованием их при создании различных устройств [1]. Перспективность ТеО₂ побудила авторов работы [2] провести теоретическую оценку акустооптического критерия для теллуритов различных металлов. Для этого рассчитывался усредненный критерий акустооптического взаимодействия М₂, определяющий эффективность взаимодействия света с упругой волной в кристалле:

n⁶ p²

М = –––– ,

ρ v³

где n – показатель преломления, p – фотоупругая постоянная, ρ - плотность вещества, v – акустическая скорость.

Предварительный оценочный расчет значений М₂ на основе доступных характеристик материалов показал, что относительно высокими значениями М₂ обладают теллуриты свинца, висмута, меди. Например, М₂ для Ві₂ТеО₅ в 1,5 раза выше М₂ для ТеО₂.

Круг рассмотренных в [2] теллуритов не включал дителлуритов щелочноземельных элементов кадмия, кальция, стронция. Поэтому в данной работе приведена оценка М₂ для кристаллов СdTe₂O₅. Согласно [3] СdTe₂O₅ имеет коэффициент преломления в направлении, перпендикулярном плоскости спайности n = 2,58 + 0,03 для λ = 0,55 мкм, что значительно превышает коэффициент преломления ТеО₂ (n = 2,26 для λ = 0,63 мкм [4]). Плотность материала приведена в таблице.

Определение скорости распространения звука в дителлуритах проводилось методом наложения импульсов [5]. Звуковая волна распространялась перпендикулярно к плоскости (001) кристалла СdTe₂O₅, а ее плоскость поляризации была направлена вдоль плоскости спайности. Согласно приведенным результатам скорость распространения звуковой сдвиговой волны вдоль перпендикуляра к (001) V ~ 800 м/с, что несколько превышает скорость упругих волн в кристаллах ТеО₂.

Единственным параметром, неизвестным для СdTe₂O₅ при определении М₂ остается величина фотоупругой постоянной р. В работе [2] при расчете усредненного М₂ использовали максимально ожидаемое значение р, которое для нерастворимых окислов |Pmax| = 0,21. Мы при определении М₂ используем фотоупругую постоянную ТеО₂ р =0,16. Тогда для СdTe₂O₅ :

М₂ = 2,37 10 ^-15 с³/г ~ 2400 10^-18 с³/г

что почти в 3 раза превышает значение М₂ для парателлурита.

Такое значение М₂ показывает, что кристаллы СdTe₂O₅ являются благоприятным объектом для дальнейшего экспериментального изучения в плане возможности использования в акустооптических устройствах.

В других сегнетоупругих дителлуритах величина n была оценена в ближней ИК области спектра прозрачности кристаллов, где наблюдались интерференционные полосы . Значения λ₁ и λ₂, в интервале между которыми определен средний коэффициент преломления, а также толщины образцов и вычисленные значения n приведены в таблице. Как видно из этой таблицы, кристаллы СαTe₂O₅ имеют еще более высокое значение n. Однако существенным недостатком кристаллов СαTe₂O₅ является их полидоменная структура. В отличие от СαTe₂O₅ кристаллы СdTe₂O₅, полученные методом Чохральского, монодомены, а высокое значение коэрцитивных механических полей гарантирует сохранение монодоменного состояния при различных механических нагрузках.

Материал	d, мкм	λ m, мкм	λ m -1, мкм	n
Сα Te2 O5	13	8,57	9,075	2,96
Sr Te2 O5	13	9,0	9,75	2,25
Сd Te2 O5	10	8,41	9,25	2.32

Акустические устройства могут быть не единственными сферами возможного использования дителлуритов. Применение могут найти и другие физические свойства этих кристаллов. Например, широкая полоса пропускания, хорошо развитая плоскость спайности, обеспечивающая получение тонких кристаллических пластин, могут найти применение при создании оптических окон в видимой и инфракрасной области спектра.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. –М., Наука, 1982. -424 с.

2. Долгих В.А., Поповкин Б.А. Оценка акустооптического критерия для некоторых теллуритов. – Изв. АН СССР, сер. Неорг. матер., 1978, т.14, № 4, с.748-751.

3. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. –М., Наука, 1977, -366с.

4. Акустические кристаллы. Справочник под ред. Шаскольской М.П. М., Наука, 1982, -632с.

5. Антоненко А.М., Волнянский М.Д. Установка для точного измерения скорости ультразвука методом совмещения импульсов.- Приборы и техника эксперимента, 1979, № 3, с.148-150.