Wpływ defektów punktowych na zmianę parametrów sieciowych monokryształów krzemu i wybranych tlenków metali stosowanych w optoelektronice

Kontrola obecności i sposoby regulacji różnych mikrodefektów, które wywołują lokalne zaburzenie w periodyczności sieci, jest niezwykle trudna zarówno z naukowego punktu widzenia jak i technologicznego. W kryształach zbliżonych do doskonałych nawet niewielkie ilości defektów punktowych lub ich klasterów wprowadzają efekty rozmiarowe, a także niejednorodności gęstości elektronowej. Tylko niektóre z metod dyfrakcyjnych są czułe na tak subtelne zmiany. Oprócz niezwykle skomplikowanej techniki interferometrii rentgenowskiej sprzężonej z interferometrem laserowym, tylko w przypadku metody Bonda - precyzyjnego pomiaru parametru sieciowego - można mówić o pomiarze bezwzględnym (absolutnym) zmian parametrów sieciowych. Metoda ta okazała się bardzo przydatną do badania odchyleń od stechiometrii i innych defektów strukturalnych wywołujących względne zmiany parametrów sieciowych rzędu hd/d = 10"6 (gdzie d - odległość międzypłaszczyznowa). Metoda Bonda jest metodą szybką, precyzyjną, ale równocześnie bardzo dokładną. Jej dokładność oparta jest na analizie, w oparciu o dynamiczną teorię rozpraszania, przesunięcia maksimum refleksu dyfrakcyjnego. Wymaga ona jednak niemal doskonałych monokryształów aby mogła być zastosowana. W związku z tym rodzi się wiele pytań dotyczących powiązania parametrów sieciowych monokryształów i defektów w nich występujących. Między innymi takie jak: w jaki sposób możliwe jest określenie różnic pomiędzy precyzją i dokładnością w tak subtelnych pomiarach, czym mogą być spowodowane niewielkie zmiany parametrów sieciowych, jak te zmiany zależą od rodzaju defektów i typu struktury badanych monokryształów. Celem pracy było zastosowanie metody Bonda do analizy subtelnych zmian parametrów sieciowych pod wpływem defektów w monokryształach stosowanych we współczesnej elektronice. Do badań wykorzystywano monokryształy o różnym stopniu zdefektowania poczynając od niemal idealnego bezdyslokacyjnego krzemu i krzemu domieszkowanego, a następnie skoncentrowano się na możliwościach identyfikowania defektów w typowych kryształach laserowych, takich jak niobian litu (LiNbCb) czysty i domieszkowany jonami ziem rzadkich, wanadian itrowy (YVC>4) - czysty i domieszkowany neodymem, oraz granaty itrowo gadolinowe (Y3AI5O12) domieszkowane iterbem

Thermal Wave Measurements with a Mirage Detection for Investigation of Thermal Diffusivity of GdCa4O(BO3)3 Single Crystals

Single crystals of GdCa4O(BO3)3 were examined to determine their thermal properties. Samples were grown by the Czochralski pulling technique. There were three types of samples: a pure crystal, the crystal doped with neodymium (4 at.% of Nd), and the third one doped with ytterbium (7 at.% of Yb). All samples were rectangular prisms with edges parallel to the axes of the optical indicatrix X, Y , Z (principal axes). The thermal diffusivity was determined by means of the thermal wave method with the optical detection of the temperature disturbance based on a mirage effect. Experimental results showed anisotropy of the thermal diffusivity. The thermal diffusivity along Y direction has the highest value while values obtained in X and Z axes are much lower. Dopants cause decrease in the thermal diffusivity for all investigated directions