2.5. Кристалло-химическая классификация материалов твердотельных квантовых генераторов

Существуют две классификации активных кристаллических материалов квантовых генераторов. Одна из них основывается на спектроскопических свойствах ионов-активаторов; другая — на кристаллохимической структуре матрицы. Для материаловедов и инженероз-электроников, занимающихся разработкой и применением квантовых генераторов на твердом теле, более удобна. Последняя, так как кристаллохимическая структура матрицы является наиболее характерной основой для объединения и различения материалов по оптическим, термическим, механическим, электрическим и химическим свойствам и технологическим особенностям.

Оптические свойства активного материала ОКГ, как это было показано ранее, определяются не только ионом-активатором, но и его ближайшим окружением: ионами матрицы, их размещением. Это условно выделяемое образование, состоящее из иона-активатора с первой (а иногда и второй) координационной сферой ионов матрицы по предложению И. В. Степанова и П. П. Феофилова, названо оптическим центром. Представления об оптических центрах оказались очень полезными и позволили не только объяснить, но и выявить ряд особенностей люминесцирующих кристаллов. Структура оптических центров зависит, прежде всего, от кристаллохимической структуры матрицы. Поэтому кристаллохимическое сходство материалов указывает на близость структур оптических центров, т. е. на сходство

спектроскопических свойств данного иона-активатора в этих материалах. Например, молибдаты и вольфраматы щелочноземельных металлов с ионами редкоземельных элементов или фториды щелочноземельных металлов.

Такие важные свойства кристаллов, как твердость, теплопроводность, коэффициент преломления, диэлектрическая постоянная, прочность и химическая стойкость, также являются следствием кристаллохимической структуры материала. Эти же свойства вещества определяют технологические особенности данного материала: условия выращивания, термической обработки, метода легирования и других последующих операций.

Материалы твердотельных ОКГ практически удобно разделить на следующие группы:

I. Кислородные соединения

1. Окислы элементов III группы

2. Материалы на основе кислородных соединений элементов VI группы

3. Материалы на основе кислородных соединений элементов V группы возможны другие ниобаты, танталаты, ванадаты].

4. Материалы на основе кислородных соединений элементов IV группы - возможно окислы циркония и гафния, а также цирконаты, гафнаты и титанаты, силикаты, германаты и т. д.).

5. Прочие кислородные соединения (кварц,

II. Фтористые соединения

1. Фториды элементов II группы

2. Фториды элементов III группы и смешанные фториды и др.).

3. Фториды элементов VII группы

III. Стекла

1. Стекла на основе кислородных соединений.

2. Стекла на фтористой основе.