Հայ գիտնականները բացահայտել են, թե ինչպես է հնարավոր բարձրացնել բյուրեղների օպտիկական որակը

ՀՀ ԳԱԱ Ֆիզիկական հետազոտությունների ինստիտուտի մասնագետները բացահայտել են, թե ինչպես է հնարավոր բարձրացնել բյուրեղների օպտիկական որակը: Նրանք ցույց են տվել, որ Lu³⁺ և Li⁺ իոնների համատեղ ներմուծումը Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ բյուրեղներ հնարավորություն է տալիս բարձրացնել բյուրեղների օպտիկական որակը հակադիրքային տեղակալումների փոփոխության և թափուրքների կոնցենտրացիայի նվազեցման հաշվին։

Ի՞նչ բյուրեղների մասին է խոսքը

Բյուրեղները, որոնք հայտնվել են հայ գիտնականների աշխատանքի առանցքում, կիրառվում են միջուկային բժշկության մեջ՝ պոզիտրոն-էմիսիոնային տոմոգրաֆիայի սկաներներում, դետեկտորներում, էլեկտրոնային մանրադիտակում, չերենկովյան ճառագայթման դետեկտորներում, տեղեկատվության և կապի քվանտային մշակման համակարգերում։

Գիտական խմբի ղեկավար, ՀՀ ԳԱԱ Ֆիզիկական հետազոտությունների ինստիտուտի Սցինտիլյացիոն նյութերի լաբորատորիայի վարիչ, ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր Աշոտ Պետրոսյանի խոսքով, բյուրեղների նկատմամբ պահանջներն անընդհատ աճում են, այդ իսկ պատճառով որակի բարձրացման հիմնախնդիրն այսօր իրոք արդիական է։

«Արատների կազմավորման մեխանիզմները և դրանց կառավարումն ունի կարևոր կիրառական նշանակություն», - ասաց մասնագետը։

Ի՞նչ են պարզել գիտնականները

Li⁺ իոնները զբաղեցնում են միջհանգուցային դիրքեր և չեն փոխազդում Се³⁺ իոնների հետ, իսկ լիցքի պահպանումը կատարվում է թափուրքների կոնցենտրացիայի նվազեցման հաշվին։ Որպես արդյունք բարձրացվում է ճառագայթման տիրույթում բյուրեղների թափանցիկությունը և ճառագայթային կայունությունը:

Աշխատանքային խումբը, որի մասնակիցներն են ՀՀ ԳԱԱ Ֆիզիկական հետազոտությունների ինստիտուտի գիտաշխատողներ Մարինա Դերզյանը, Կարինե Հովհաննեսյանը և Սանկտ Պետերբուրգի Իոֆֆեի անվան ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի խումբը՝ Հայկ Ասատրյանի ղեկավարմամբ, պարզել է, որ Tb³⁺ իոնները հնարավորություն են տալիս քանակապես գնահատել հակադիրքային արատների կոնցենտրացիան Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ և այլ բյուրեղներում։

Բյուրեղներն աճեցվել են Բրիջմենի եղանակով՝ արգոն-ջրածին միջավայրում մոլիբդենային հալամանների կիրառմամբ։

Ոչ համարժեք տեղակալումները բյուրեղների արատների մեջ հատուկ տեղ են զբաղեցնում։ Y₃Al₅O₁₂:Ce կառուցվածքում յուրաքանչյուր իոն զբաղեցնում է որոշակի դիրք: Սակայն բյուրեղներում տեղի ունեն և խախտումներ, երբ, օրինակ, մեծ չափեր ունեցող իոնը հայտնվում է չափերով փոքր իոնի զբաղեցրած տեղում։ Համապատասխան իրավիճակ լինում է նաև այլ բյուրեղներում։ Դա բերում է համասեռության խախտմանը, որն էլ իր հերթին օպտիկական թափանցիկության, ջերմահաղորդականության և բյուրեղների այլ պարամետրերի նվազմանը։

«Մենք պարզել ենք, որ ավելի փոքր շառավղով Lu³⁺ իոնների ներմուծումը Y³⁺ իոնների փոխարեն նվազեցնում է ցանցի դեֆորմացիան։ Առաջին անգամ բացահայտել ենք, որ Tb³⁺ իոնները հակադիրքային արատների առկայության ցուցանիշ են և հնարավորություն են տալիս քանակապես գնահատել դրանց կոնցենտրացիան», - ասաց Աշոտ Պետրոսյանը:

Tb³⁺ իոնների հետ կապված արդյունքները ստացվել են Սանկտ Պետերբուրգի Իոֆֆեի անվան ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի հետ հայ-ռուսական համատեղ «Հեռանկարային լազերային և սցինտիլյացիոն նյութերի սինթեզումը և միկրոալիքային ու օպտիկական սպեկտրասկոպիայի մեթոդներով դրանց հետազոտումը» նախագծի շրջանակներում (2021-2022)։

Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են հետեւյալ գիտական հոդվածներում՝

• R. Asatryan, G. S. Shakurov, I. V. Il’in, A. G. Petrosyan, K. L. Ovanesyan, and M. V. Derdzyan, Physics of the Solid State, 2021, Vol. 63, No. 10, pp. 1819–1823
• Г.Р. Асатрян, Р.А. Бабунц, Е.В. Единач, А.С. Гурин, Д.Д. Крамущенко, Н.Г. Романов, М.В. Дердзян, А.Г. Петросян, Материалы XXVII Междунар. науч. конф. Оптика и спектроскопия конденсированных сред, Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 26 сент -2 окт 2021, c. 77-79. ISBN 978-5-6046216-3-9