4. Контрольные вопросы

1.Специфические оптические свойства ОК.

2. Двойное лучепреломление в ОК.

1. Оптически изотропные и анизотропные ОК.

2. Одноосные и двуосные ОК.

3. Волновые поверхности света одноосных ОК.

4. Оптически положительные и отрицательные одноосные кристаллы.

5. 4-кратное просветление и потемнение при вращении оптически анизотропной пластины в параллельном поляризованном свете.

6. Оптически активные кристаллы.

7. Факторы, определяющие значение постоянной вращения.

8. Различие естественного и поляризованного света.

9. Прибор для изучения оптических свойств кристаллов.

10. Особенности поляризационного микроскопа.

11. Назначение поляризатора и анализатора.

Литература:

1. Петровский Г.Т. Оптические материалы. Возможности оптического материаловедения в современности и перспективе. // ОМП.-1988.-12-стр.61-65.

2. Най Дж. Физические свойства кристаллов.—М..: Мир, 1967, 386 с.

3. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.—М.: Наука, 1970, 856 с.

1. Шафрановский И.И , Алявдин В.Ф. Краткий курс кристаллографии.—М.: Высшая школа, 1989, 120 с.

2. Сиротин Ю.И., Шокальская М.П. Основы кристаллофизики.-М.: Наука, 1979, 639 с.

Определение и исследование качества кристаллов методом ИК - спектроскопии.

Цель работы - изучение и освоение на практике методов оценки качества кристаллов кварца, предназначенных для производства радио- и оптоэлектронных устройств.

1. Основные положения

Акустические и световые волны очень чувствительны к дефектам структуры и обработки, поэтому выходные параметры производимых приборов находятся в значительной зависимости от качества выращенных кристаллов, как правило, несовершенных.

Мерой диссипации энергии в кристалле является добростность Q, которую определяют, как отношение энергии, запасенной колебательной системой (E), к энергии потерь за период колебания (ΔE):

Q=E/ΔE

Добротность материала используется как основная характеристика для оценки качества выращенного кристалла.

1.1Основные методы оценки качества кристаллов

Применяются два основных метода оценки качества кристаллов кварца, предназначенных для производства.

Первый метод базируется на прямом измерении добротности кристаллических элементов АТ-среза диаметром 14 мм, имеющих форму плосковыпуклой линзы с радиусом сферы R= 50 мм на частоте 5 МГц (n=5) или двояковыпуклой линзы с R=30 мм на основной частоте 1 МГц (n=1) и изготовленных из представительного кристалла одного промышленного съема. Второй метод основан на косвенном определении добротности через коэффициент инфракрасного поглощения , измеряемый в диапазоне волновых чисел υ=^-1 =3400….3600 см^-1 на плоскопараллельных пластинах (или секциях).

Коэффициент поглощения ИК-излучения измеряется на инфракрасном спектрофотометре. Метод прост и удобен и почти полностью заменяет прямые измерения добротности. Водород является самой важной примесью в виде ОН-группы, оказывающей влияние на акустические потери при комнатной температуре, обуславливая полосы поглощения 3500, 3585, 3410 см^-1 .

Коэффициент поглощения (экстинкции):

α₃₅₈₅= lg ( τ₃₉₀₀ / τ₃₅₈₅ ) / d, (1,1)

где τ_3900, τ₃₅₈₅ – коэффициенты пропускания при 3900 и 3585 см^-1 , d – толщина образца в см. Аналогично определяются коэффициенты поглощения α₃₅₀₀ и α₃₄₁₀ , которым соответствует определенное значение добротности Q. Добротность и коэффициенты поглощения кварца по сортам приведены в таблице 1.

Таблица 1- Нормируемые значения добротности Q и коэффициента поглощения  кварца

Сорт	Q•10-6 на частоте, МГц		 при волновом числе υ, см-1
	5(n=5)	1(n=1)	3500	3585	3410
Aa	3,8		0,01	0,02	0,069
A	3,0	7,0	0,024	0,03	0,08
B	2,5	5,0	0,045	0,05	0,10
C	1,8	3,5	0,06	0,07	0,12
D	1,4	2,0	0,08	0,10	0,145
E	1,0		0,12	0,15	0,19

Сорта Аа, А и В рекомендуются для произ­водства изделия высшего качества. Сорт С подходит для производства высокочастотных изделий, требующих хороших ТЧХ, а также низких значений коэффициента ИК-поглощения α. Сорта D и Е в боль­шинстве случаев применяют для изготовления низкочастотных изделий, для которых первостепенное значение имеют большие размеры кристалла и низкая стоимость.

Определение спектральных характеристик пропускания кристаллов производится на спектрофотометре ИКС-29.