Введение к работе
Актуальность темы диссертации. С развитием физики и техники полупроводников усиливается интерес к новым полупроводниковым материалам, применение которых в технике позволяет создавать, используя их уникальные свойства, новые типы полупроводниковых приборов и устройств. К числу таких материалов относятся тройные полупроводниковые соединения типа A1BIIICVI2. Эти соединения являются двулучепреломляющими и оптически активными кристаллами. У некоторых из них, в том числе и у соединения CuAlSe2, дисперсионные кривые показателей преломления пересекаются на некоторой длине волны в, так называемой, изотропной точке (ИТ). На основе таких оптически активных кристаллов с ИТ могут быть изготовлены узкополосные оптические светофильтры. Такой фильтр, работающий на длине волны ИТ, называют гиротропным изоиндексным фильтром. В кристаллах CuAlSe2 длина волны ИТ и, следовательно, полоса пропускания фильтра изготовленного на их основе находятся вблизи длины волны излучения второй гармоники (532 нм) широко используемого неодимо-вого лазера на иттрий-алюминиевом гранате.
Гиротропный изоиндексный фильтр на основе тройного полупроводникового соединения CuAlSe2 ко времени начала выполнения данной работы не был реализован, «то "=оччно с отсутствием технологии получения объемных оптически однородных монокристаллов. По этой же причине соединение CuAlSe2 является одним из наименее изученных соединений типа AIBIIICVI2. Так, например, в литературе отсутствовали данные о величине оптической активности и дисперсии двулучепреломления CuAlSe2, не были изучены механизмы зависимости положения края собственного поглощения CuAlSe2 от температуры и химического состава кристалла.
Связь работы с крупными научными программами. Работа выполнялась в Институте физики твердого тела и полупроводников АНБ согласно заданиям по постановлению СМ СССР № 328 от 05.10.85, а также по планам НИР входивших в республиканскую комплексную программу фундаментальных исследований в области естественных наук "Кристалл 1" и "Кристалл 2".
Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось создание на основе тройного полупроводникового соединения CuAlSe2 гиротропного изоиндексного фильтра на длину волны второй гармоники излучения неодимового лазера.
Для достижения поставленной цели решались задачи разработки технологии выращивания из расплава объемных монокристаллов CuAlSe2, исследования их оптических свойств, изготовления на их основе фильтра, определения его характеристик и способов подстройки центра полосы пропускания этого фильтра к длине волны 532 нм - второй гармонике излучения Ые3* ИАГ лазера.
Научная новизна полученных результатов. Впервые разработаны технологические условия, позволяющие выращивать из расплава объемные монокристаллы тройного полупроводникового соединения CuAlSe2 диаметром до 18 мм и длиной до 35 мм. На основе измерений дисперсионных зависимостей показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей впервые определено положение изотропной точки (ИТ) и дисперсия двулучепреломления в её окрестности для выращенных из расплава монокристаллов CuAlSe2 стехиометриче-ского состава при комнатной температуре. Проведены исследования оптической активности CuAlSe2, определена величина и угловая зависимость удельного вращения плоскости поляризации, рассчитано значение единственного ненулевого компонента тензора гирации на длине волны ИТ. Установлена зависимость положения ИТ кристаллов CuAlSe2 от содержания селена в кристалле и от температуры. На основе исследований края собственного поглощения CuAlSe2 показано, что смещение ИТ в коротковолновую сторону при уменьшении содержания селена в кристалле обусловлено увеличением ширины запрещенной зоны. На основе измерений дисперсионных зависимостей показателей преломления показано, что температурная зависимость положения ИТ в области комнатных температур является следствием температурной зависимости ширины запрещенной зоны кристалла.
Практическая значимость полученных результатов. Впервые создан на основе монокристаллов CuAlSe2 узкополосный гиротропный изоиндексныи светофильтр с широкой угловой аппертурои на длину волны 532 нм. Создана ростовая установка обеспечивающая технологические условия выращивания монокристаллов из расплава в темпе-
ратурном градиенте на фронте кристаллизации до 100 С/см при перегреве расплава относительно температуры кристаллизации менее чем на 100 С.
