Rozpuszczalność granatu itrowo – glinowego w topniku PbO/B₂O₃

• Autorzy: Sarnecki J.

Warianty tytułu

EN

Solubility of yttrium - aluminum garnet in PbO/B₂O₃ flux

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Praca dotyczy analizy rozpuszczalności kryształów Y3Al5O12 (YAG) w stopionej mieszaninie PbO-B2O3. Analizę przeprowadzono wykorzystując przedstawiony przez van Erk'a model, w którym założono, że rozpuszczona faza granatu tworzy z rozpuszczalnikiem PbO-B2O3 ciecz jonową. Określono zależności między iloczynem rozpuszczalności YAG bez domieszek oraz domieszkowanego jonami ziem rzadkich i galu a temperaturą nasycenia roztworu wysokotemperaturowego, z którego zachodziła epitaksja warstw YAG. Z wyznaczonych doświadczalnie zależności określono wartość entalpii rozpuszczania kryształów YAG.

EN

This work is devoted to the analysis of the solubility of Y3Al5O12 crystals in a molten mixture of PbO-B2O3. The analysis was performed using the model proposed by Van Erk, which assumed that the dissolved garnet phase formed an ionic fluid with PbO-B2O3. The relation between the solubility product of YAG substituted by rare earth or gallium ions and non-substituted YAG and the saturation temperature of a high-temperature solution suitable for the epitaxial growth of YAG layers was determined. The value of the solution enthalpy of the YAG phase was estimated from this empirical relation.

Słowa kluczowe

PL

LPE; YAG; roztwór wysokotemperaturowy; entalpia rozpuszczania

EN

LPE; YAG; high-temperature solution; enthalpy of solution

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 41, nr 1
• Strony: 33--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., tab.

Twórcy

autor

Sarnecki J.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa; e-mail: [e-mail]

Bibliografia

• [1] Van der Ziel J. P., Bonner W. A., Kopf L. and Van Uitert, L. G.: Coherent emission from Ho3+ ions in epitaxialy grown thin aluminium garnet films, Phys. Letters, 1972, 42A, 105 – 106
• [2] Van der Ziel J. P., Bonner W. A., Kopf L., Singh S., Van Uitert L. G.: Laser oscillation from Ho3+ and Nd3+ ions in epitaxially grown thin aluminium garnet films, Appl. Phys. Lett., 1973, 22, 656 – 657
• [3] Levenstein H. J., Licht S., Landorf R. W., Blank S. L.: Growth of high-quality garnet thin films from supercooled melts, Appl. Phys. Lett., 1971, 19, 486- 488
• [4] Almasi G. S. Yeong S. Lin: An analytical design theory for field-access bubble domain devices, IEEE TRANS. ON MAGNET., 1976, MAG-12, 160 - 202
• [5] Holtzberg F. and Giess E. A.: in Ferrites eds. Y. Hoshino, S. Iida and M. Sugimoto, Proc. Int. Conf. 1970, 296-302, Univ. Tokyo Press, Tokyo
• [6] Ghez R. Giess E. A.: The temperature dependence of garnet liquid phase epitaxial growth kinetics, J. Cryst. Growth, 1974, 27, 221-226
• [7] Blank S. L., Nielsen J. W.: The growth of magnetic by liquid phase epitaxy, J. Cryst. Growth, 1972, 17, 302 - 311
• [8] Stein F. B., Josephs R. M. in Magnetism and Magnetic Materials, eds. C. D. Graham
• [9] Van Erk W.: The growth kinetics of garnet liquid phase epitaxy using horizontal dipping, J. Cryst. Growth, 1978, 43, 446 - 456
• [10] Morgan A. E.: Liquid phase epitaxial growth kinetics of magnetic garnet films grown by isothermal vertical dipping from unstirred fluxed melts, J. Cryst. Growth, 1974, 27, 266 - 273
• [11] Davies J. E., White E. A. D., Wood J. D. C., A study of parameters to optimise the design of LPE dipping apparatus, J. Cryst. Growth, 1974, 27, 227 - 240
• [12] Van Erk W.: A solubility model for rare-earth iron garnets in a PbO/B2O3 solution, J. Cryst. Growth, 1979, 46, 539-550
• [13] Temkin, M. cytowane za: Crystal Growth from High – Temperature Solutions, ed. D. Elwell and H. J. Schell, Academic Press, New York and London, 1975
• [14] Jonker H. J.: Investigation of the phase diagram of the system PbO-B2O3-Fe2O3-Y2O3 for the growth of single crystals of Y3Fe5O12, J. Cryst. Growth, 1975, 28, 231 - 226
• [15] Smith E. B.: Podstawy termodynamiki chemicznej, PWN, Warszawa, 1990
• [16] Pelenc D., Elaboration par epitaxie en phase liquid et caracterisation de couches monocristallines de YAG dope, realisation de laser guides d’onde neodyme et ytterbium a faibles seuils, Ph. D. Thesis Universite Grenoble, 1993
• [17] Giess E. A., Faktor M. M., Ghez R., Guerci C. F.: Gadolinium gallium garnet liquid phase epitaxy and the physical chemistry of garnet molten solutions, J. Cryst. Growth, 1982, 56, 576 - 580
• [18] Stein B. F.: Growth of garnet films by liquid phase epitaxy, AIP Con. Proc., 1974, 18, 48-62
• [19] Sugimoto N., Ohishi Y., Katoch Y., Tate A., Shimikozono M., Sudo S.: A ytterbium- and neodymium-co-doped yttrium aluminum garnet-buried channel waveguide laser pumped at 0,81 μm, Appl. Phys. Lett., 1995, 67, 582 - 584
• [20] Shimikozono M., Sugimoto N., Tate A., Katoch Y.: Room-temperature operation of Yb-doped Gd3Ga5O12 buried channel waveguide laser at 1.025 μm wavelength, Appl. Phys. Lett., 1996, 68, 2177 - 2179
• [21] Laudise R. A.: The growth of single crystals, Prentice-Hall. Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1970
• [22] Burton J. A., Prim C. R. and Slichter W., J. Chem. Phys., 21, 1953, 1987
• [23] F errand B., Pelenc D., Chartier I. and Wyon Ch.: Growth by LPE of Nd:YAG single crystal layers for waveguide laser applications, J. Cryst. Growth, 1993, 128, 966 - 969
• [24] Sarnecki J.: Określenie koncentracji jonów Ga3+ w cienkich warstwach magnetycznych granatów, Materiały Elektroniczne, 1982, 1, 22 - 32
• [25] Cermak J., Nevriva M.: Distribution coefficients of the (Y,Lu,Sm,Ca)3(Fe,Ge)5O12 garnet system, J. Cryst. Growth 1984, 66, 221 - 227
• [26] Kasai T., Ishida F., Ezawa M., Misumi A.: Distribution coeeficients in (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 film growth, Mat. Res. Bull., 1981, 16, 291 - 297
• [27] Okuda T., Ando K. and Koshizuka N.: Preparation of Nd3+ doped Gd3Ga5O12 films by liquid – phase epitaxy, Japanese J. of Appl. Phys., 1982, 21, Suppl. 21- 1, 409 – 414
• [28] Gerhardt G., Kleine-Börger J., Beilschmidt L., Frommeyer M., Dötsch H.: Efficient channel-waveguide laser in Nd:GGG at 1.062 μm wavelength, Appl. Phys. Lett., 1999, 75, 1210 - 1212
• [29] Sarnecki J.: Określenie koncentracji i współczynnika segregacji aktywnych jonów ziem rzadkich w warstwach epitaksjalnych i falowodowych YAG, Materiały Elektroniczne, 2012, 4, 36 - 48
• [30] Langley R. H., Stugeon G. D.: Lattice parameters and ionic radii of the oxide and fluoride garnets, J. of Solid State Chem., 1979, 30, 79 - 82
• [31] Brandle C. D., Barns R. L.: Crystal stoichiometry of Czochralski grown rare-earth gallium garnets, J. Cryst. Growth, 1974, 26, 169 - 170
• [32] Miyazawa Y., Toshima H., Hanita S., Kodama N.: Growth of gadolinium lutetium gallium garnet (GLGG) single crystals by Czochralski method, J. Cryst. Growth, 1990, 99, 854 - 858
• [33] Shimamura K., Kochurikhin V. V., Takeda H., Fukuda T.: Growth of Gd-Yb-Ga garnet single crystal with large lattice parameters as substrates for optical isolators, J. Cryst. Growth, 1998, 194, 203 - 208
• [34] Marezio M., Remeika J. P., Dernier P. D.: Cation distribution in Y3Al5-cGacO12 garnet, Acta Cryst., 1968, B24, 1670 - 1672
• [36] Timofeeva V. A. and Kvapil I., Soviet Physics Crystall., 1966, 11, 263, cytowane za [12]
• [37] Shannon R. D., Prewitt C. T.: Effective ionic radii in oxides and fluorides, Acta Cryst., 1969, B25, 925 - 946
• [38] Gualtieri D. M.: Flux growth of (Ca,Ge)-substituted rare-earth iron garnets in the regular solution approximation, J. Appl. Phys., 1979, 50, 2170 - 2172

Uwagi

Brak [35] poz. bibliogr.