| Abstrakt: | Bardzo szybki w ostatnich latach rozwój optoelektroniki oraz wielu innych dziedzin
naukowych i technicznych wia e sie nieodłacznie z rosnacym zapotrzebowaniem na
materiały optyczne o specyficznych własciwosciach. Du y udział, wsród materiałów
stosowanych jako elementy optycznie czynne w technice laserowej i wielu innych
obszarach, stanowia monokryształy tlenkowe. Sposród nich ciagle rosnacym
zainteresowaniem cieszy sie wolframian ołowiu PbWO4, który nale y do materiałów
o bardzo du ym znaczeniu technicznym. W porównaniu do innych monokryształów
o własciwosciach scyntylacyjnych, PbWO4 jawi sie jako szczególnie atrakcyjny
materiał do zastosowan fizyki wysokich energii, ze wzgledu na swoja wysoka gestosc
oraz krótki czas zaniku emisji. Wiekszosc wolframianów, to jest kryształów
zawierajacych anionowy kompleks WO, charakteryzuje sie intensywna niebieska
i zielona luminescencja, zanikajaca w czasie rzedu mikrosekund. Wyjatkiem jest
wolframian ołowiu PbWO4, dla którego czas zaniku emisji jest rzedu nanosekund.
Kryształy PbWO4 sa znane od wielu lat i stały sie przedmiotem intensywnych badan
naukowych i licznych publikacji, głównie ze wzgledu na wspomniane własciwosci
scyntylacyjne i zastosowanie w detektorach w osrodku badawczym CERN. Oprócz
niewatpliwych zalet, jakimi sa mo liwosci uzyskania szybkich i krótkich błysków
swiatła, maja one tak e pewne ograniczenia, jak zale nosc stosunkowo niskiej
wydajnosci promieniowania od temperatury i zwiazana z tym koniecznosc stosowania
układów pozwalajacych na stabilizacje temperatury oraz wzmacniania sygnału.
Kryształy PbWO4, podobnie jak inne kryształy rzeczywiste, sa czesto zdefektowane
oraz charakteryzuja sie ograniczonym rozmiarem, a ich własciwosci silnie zale a od
warunków otrzymywania. Z tego wzgledu poszukuje sie alternatywnych metod
otrzymywania kryształów, najlepiej mikro-/nanokryształów PbWO4. Nale a do nich
naswietlanie promieniowaniem laserowym lub obróbka cieplna szkieł nieorganicznych
w celu otrzymania materiałów szklano-ceramicznych zawierajacych kryształy PbWO4.
W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie tymi nowymi materiałami, łaczacymi
w sobie zalety osrodka szklistego: stosunkowa łatwosc otrzymywania, dobra
formowalnosc, odpornosc mechaniczna i cieplna oraz dobra stabilnosc chemiczna,
z interesujacymi parametrami spektroskopowymi osrodka krystalicznego. Interesujace
efekty wywołuje ponadto domieszkowanie materiałów szklano-ceramicznych
trójwartosciowymi jonami lantanowców. Przejscie układu szklistego do transparentnego
układu szklano-ceramicznego powoduje czesciowe uporzadkowanie struktury bliskiego
zasiegu wokół domieszki optycznie aktywnej, co wpływa na własciwosci optyczne
materiału.
Znane z literatury kryształy PbWO4 aktywowane jonami lantanowców hodowane
metoda Czochralskiego [1-3] lub Bridgmana [4-6] sa materiałem scyntylacyjnym
zawierajacym czesto liczne defekty struktury, które wpływaja na ich własciwosci
optyczne i ograniczaja ich zastosowanie w optoelektronice. Mo liwosc otrzymywania
mikro-/nanokryształów PbWO4 na drodze obróbki cieplnej wieloskładnikowych szkieł
ołowiowo-boranowych, zawierajacych trójwartosciowe jony lantanowców otwiera
nowy i bardzo interesujacy rozdział badan. Niniejsza rozprawa doktorska jest
poswiecona tym zagadnieniom. |