Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (ga0,2in0,8)2se3 як матеріалу для функціональних пристроїв оптоелектроніки

Застосування монокристала напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Ga0.2In0.8 )2 Se 3 як матеріалу для функціональних (13) 30108 (11) UA значної радіаційної стійкості, володів би вищим значенням значення оптичної активності та короткохвильовішим значенням довжини хвилі, при якій реалізується температурна незмінність величини питомого повороту площини поляризації. Поставлене завдання досягається таким чином, що застосовують монокристал напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Ga0,1In0,9)2Se3 [2] як матеріал для функціональних пристроїв оптоелектроніки, де вимагається температурна стабільність параметрів, зокрема оптичних затворів, модуляторів та дефлекторів оптичного випромінювання. Монокристал (Ga0,2In0,8)2Se3 при кімнатній температурі T=300К та довжині хвилі l=(0,6714±0,0005)мкм має значення питомого повороту площини поляризації rОА=(88,9±0,1) при поширенні оптичного випромінювання вздовж кристалографічного напрямку [001] (креслення). При зміні температури кристала в інтервалі Т=77-300К значення rОА залишається сталим. Значення питомого повороту площини поляризації вимірювалося за допомогою метода повного гасіння на орієнтованих зразках, виготовлених у формі плоскопаралельних пластин різної товщини в напрямку [001]. Відносна похибка вимірювань становила менше, ніж 5%. Крім температурно-незалежного значення питомого повороту площини поляризації, кристали (Ga0.2In0.8 )2 Se3 характеризуються низьким оптичним поглинанням та високою прозорістю у широкому спектральному інтервалі від 0.6 до 16мкм. Коефіцієнт оптичного поглинання в цьому спектральному інтервалі менший, ніж 0,1см-1. Більше того, опромінювання монокристала (Ga0,2In0,8)2Se3 (19) Корисна модель відноситься до оптичного приладобудування, зокрема до функціональних пристроїв оптоелектроніки для передачі та перетворення інформації в оптичних системах різноманітного призначення і може знайти застосування в різних промислових виробництвах, де має місце використання оптичних затворів, модуляторів та дефлекторів оптичного випромінювання з метою регулювання промислових процесів, особливо у вибухово-, вогне- та радіаційно-небезпечних середовищах. Матеріали для таких пристроїв повинні володіти оптичною активністю та високою прозорістю в робочій області спектра. Дуже важливим при виборі матеріалу є технологічна простота отримання масивних об'ємних монокристалів високої оптичної якості. Крім того, матеріал повинен бути механічно, хімічно та температурно стабільним і не змінювати свої параметри під дією зовнішніх чинників. Відоме використання у ролі матеріалів для функціональних пристроїв оптоелектроніки таких як монокристал напівпровідникового твердого розчину селеніду галію-індію (Ga0,1In0,9)2Se3 [1]. Недоліком даного матеріалу, попри наявність низького оптичного поглинання, високої прозорості у широкому спектральному інтервалі та значної радіаційної стійкості, є недостатньо високе значення оптичної активності та довгохвильове значення довжини хвилі, при якій має місце температурна незмінність величини питомого повороту площини поляризації. Завдання корисної моделі полягає у виборі такого матеріалу для функціональних пристроїв оптоелектроніки, який при наявності таких же як у прототипа низького оптичного поглинання, високої прозорості у широкому спектральному інтервалі та U пристроїв оптоелектроніки. 3 30108 4 загальною дозою 5´1016см-2 електронів з енергією площину поляризації на 90° на довжині хвилі 8МеВ не впливає на спектри поглинання. l=(0,6714±0,0005)мкм, причому кут повороту не Таким чином, даний матеріал володіє рядом змінюється в широкому інтервалі температур параметрів, які дозволяють використовувати його Т=77-300К. у ролі активних елементів функціональних приЗастосування монокристала напівпровідникостроїв оптоелектроніки, а саме оптичних затворів, вого твердого розчину (Ga0,2In0,8)2Se3 у ролі активмодуляторів та дефлекторів оптичного випромінюного елемента функціональних пристроїв оптоелевання, принцип дії яких ґрунтується на явищі поктроніки для передачі та перетворення інформації вороту площини поляризації падаючого світла. в оптичних системах різноманітного призначення Перевагою монокристала (Ga0,2In0,8)2Se3 є темпедозволяє значно покращити їх температурну старатурна незмінність величини питомого повороту більність за рахунок сталого значення питомого площини поляризації при певній довжині хвилі в повороту площини поляризації оптичного випроміширокому інтервалі температур при наявності нинювання з довжиною хвилі (0,6714±0,0005)мкм в зького оптичного поглинання, високої прозорості у широкому інтервалі температур 77-300 К. широкому спектральному інтервалі та значної раВикористання монокристала напівпровідникодіаційної стійкості. вого твердого розчину селеніду галію-індію Приклад. (Ga0,2In0,8)2Se3 у ролі активного елемента функціоДля одержання 10г речовини (Ga0,2In0,8)2Se3 нальних пристроїв оптоелектроніки дає можлибрали 0,6218г Ga, 4,0963г In та 5,2819г Se і загрувість застосовувати його в різних промислових жали у вакуумовану кварцеву ампулу довжиною виробництвах, де має місце використання оптич160мм та діаметром 20мм, в якій потім проводили них затворів, модуляторів та дефлекторів оптичносинтез з використанням таких температурних рего випромінювання з метою регулювання промисжимів: а) протягом 1 год проводили нагрівання до лових процесів, особливо у вибухово-, вогне- та температури 823К і витримували при цій темперарадіаційно-небезпечних середовищах. турі протягом 1 дня з метою уникнення розтріскуПланується використання монокристала напівання ампули; б) швидко нагрівали (з швидкістю впровідникового твердого розчину селеніду галію50К/год) до температури 1270К, витримували проіндію (Ga0,2In0,8)2Se3 в лабораторіях УжНУ при витягом 1 год при цій температурі та охолоджували конанні фундаментальних досліджень нових напідо кімнатної температури при виключеній пічці. впровідникових матеріалів. Отриманий полікристалічний матеріал розтирався Джерела інформації: у грубий порошок і проводилося вирощування мо1. Застосування монокристала напівпровіднинокристалів даної сполуки методом Бріджмена. Із кового твердого розчину селеніду галію-індію одержаних монокристалів виготовляють орієнто(Ga0,1In0,9)2Se3 як матеріалу для функціональних вані плоскопаралельні пластинки товщиною 1,5мм пристроїв оптоелектроніки: Патент України вздовж кристалографічного напрямку [001], які №26301, МПК G01K 17/08 (2007.01) / Студеняк І. потім шліфують та полірують з усіх сторін на пасті П., Краньчец М., Сусліков Л. М. - №u200705590; ГОІ. Якщо довести товщину до значення 1,01мм, Заявлено 21.05.2007; Опубл. 10.09.2007, Бюл. то виготовлена таким чином плоскопаралельна №14. -2 с - прототип пластинка може бути використана у ролі активного 2. Popovic S., Celustka В., Ruzic-Toros Z., Broz елемента функціонального пристрою. D. X-ray diffraction study and semiconducting properЗастосування монокристала напівпровідникоties of the system Ga2Se3-In2Se3.// Phys. Stat. Sol. вого твердого розчину селеніду галію-індію (a). - 1977. - Vol.41. - P.255-262. (Ga0,2In0,8)2Se3 як матеріалу для функціональних пристроїв оптоелектроніки, здатного повертати Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601