Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 566

Высокочистый парателлурит для оптоэлектроники

Учёные РХТУ им. Д.И. Менделеева синтезировали парателлурит с очень низким содержанием примесей

Парателлурит (оксид теллура β-TeO2) – материал, который широко используется в оптоэлектронике, акустооптике, а также может находиться в качестве компонентов оптических волокон инфракрасного диапазона. Химиками из РХТУ им. Д.И. Менделеева был разработан новый метод синтеза парателлурита в процессе сжигания паров теллура в сухом кислороде. До появления нового метода парателлурит получали промышленным способом с химической чистотой, ведущей к ограничению при использовании. Учёные сконструировали установку для синтеза и осуществили его. В результате массовая доля примесей в парателлурите заметно снизилась до 0,000006%, что на порядок меньше по сравнению с промышленным способом – 0,0001%. Ключевые результаты исследования опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.  

По словам учёных, с помощью монокристаллов парателлурита создаются высококачественные акусто-оптические модуляторы. Также оксид теллура входит в состав стекол, которые используют для производства оптических волокон инфракрасного диапазона. Эти волокна находятся в хирургических и промышленных лазерах. В промышленности происходит “мокрое” окисление теллура азотной кислотой с перекристализацией, испарением и высокотемпературной обработкой. Этот процесс позволит получить большое количество продукта, но он будет иметь множество примесей, которые в ходе синтеза образуют опасные отходы, следовательно, это не подходит.

«Парателлурит – очень важный материл для современной оптоэлектроники. В качестве монокристаллов его используют для создания акустооптических модуляторов – устройств, которые изменяют интенсивность пропускаемого света, в частности лазерного пучка. Также парателлурит применяют в качестве сырьевых компонентов стекол, для производства оптических волокон, которые могут работать в инфракрасном диапазоне. Очень важно иметь высокую чистоту такого материала, так как даже небольшие примеси могут снижать эффективность работы оптоэлектронный приборов», – рассказывает заведующий кафедрой химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И. Менделеева Игорь Христофорович Аветисов.

Кристаллический TeO2, полученный сразу после реакции горения (а) и выращенный на стенках (б)

Кристаллический TeO2, полученный сразу после реакции горения (а) и выращенный на стенках (б) *

В ходе получения синтеза учёные разработали и изготовили установку, внутри которой расположены испаритель, реактор и приёмник. Испаритель поддерживал высокую температуру, где находился расплав теллура. Внутрь реактора подавались его пары и сухой кислород. Далее теллур совместно с кислородом соединялись в зоне, положением которой можно было управлять за счёт изменения параметров потока газов. В итоге образовался парообразный оксид теллура TeO– парателлурит, где TeOпри пониженной температуре выпал в осадок на поверхностях с образованием кристаллов. 
«На данном этапе, с новым методом синтеза парателлурита, мы повысили чистоту материала до уровня 99.999994%, что является очень хорошим показателем», – добавил Игорь Аветисов.

Таким образом, исследование позволило получить не только новую методику синтеза высокочистого парателлура, но и провести анализ механизма образования кристаллического TeOиз паровой фазы. Результаты разработки станут полезны для оптимизации производства и будут использованы в дальнейших работах в сфере технологий оптоэлектроники и фотоники.

Статья: E. Sukhanova et al, Synthesis of high pure crystalline paratellurite by chemical combustion reaction, Journal of Alloys and Compounds (Q1), 2020, DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.157510

*Изображения со сканирующего электронного микроскопа, предоставлены авторами исследования. 

**Фото - LiveJournal 

Источник: РХТУ им. Д.И. Менделеева

высокочистый парателлурит новый метод оксид теллура оптоэлектроника рхту имени менделеева синтезирование

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.