क्रिस्टल सम्वर्धन गतिविधि

Objective:

नवीन और तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण सामग्रियों का विकास, विशेष रूप से एकल क्रिस्टल के रूप में, मानव सभ्यता के वैज्ञानिक और तकनीकी विकास के लिए आधारशिला के रूप में कार्य करता है। उच्च गुणवत्ता वाले एकल क्रिस्टल कई नई और मौजूदा तकनीकों का एक अभिन्न अंग हैं। एकल क्रिस्टल इस संबंध में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और अक्सर सामग्री की पूर्ण कार्यक्षमता प्राप्त करने के साथ-साथ इसके गुणों का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए आवश्यक होते हैं। इसलिए, वर्षों से तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण क्रिस्टल का विकास और लक्षण वर्णन सामग्री-विज्ञान अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण क्षेत्र के रूप में विकसित हुआ है।

एकल क्रिस्टल के विकास के लिए विभिन्न तकनीकों का प्रयोग किया जाता है। कुछ महत्वपूर्ण विकास तकनीकें नीचे वर्णित की गई हैं::


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एलएफएमडी में विभिन्न विकास तकनीकों का उपयोग करके लेजर-होस्ट, गैर-रैखिक ऑप्टिकल, फेरोइलेक्ट्रिक और डिटेक्टर अनुप्रयोगों के लिए कई एकल क्रिस्टल सम्वर्धित किये जाते हैं। साथ ही सटीक नियंत्रण और उच्च तापमान स्थिरता वाले क्रिस्टल ग्रोथ वर्कस्टेशन को इन-हाउस डिजाइन और विकसित किया गया है। एक्सआरडी, एफटीआईआर, डीएससी, टीजी-डीटीए, ध्रुवीकरण प्रकाश माइक्रोस्कोप, ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर, थर्मो-ल्यूमिनेसेंस सेट अप, हिस्टैरिसीस लूप ट्रेसर, प्रतिबाधा विश्लेषक आदि जैसे डिवीजन में उपलब्ध चरित्ररणरज्जु सुविधाओं का उपयोग करके सम्वर्धित क्रिस्टल के गुणों का वर्ण-पत्र प्राप्त किया जाता है। सम्वर्धित क्रिस्टल का उपयोग करके कई उपकरण तैयार किए गए हैं।

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गैर-रैखिक ऑप्टिकल क्रिस्टल

मुख्य बातें:

  • कई गैर-रेखीय ऑप्टिकल क्रिस्टल जैसे पोटेशियम डाइ-हाइड्रोजन फॉस्फेट (KDP), ड्यूटेरेटेड पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट (DKDP), स्टोचियोमेट्रिक और सर्वांगसम लिथियम नाइओबेट (LN) और लिथियम टैंटलेट (LT), पोटेशियम टाइटेनाइल फॉस्फेट (KTP), बोरेट्स आदि समाधान और पिघल विकास तकनीकों द्वारा सम्वर्धित किये जाते है।
  • ये क्रिस्टल लेजर के समस्वर उत्पादन, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेशन अनुप्रयोगों हेतु सम्वर्धित किये जाते हैं।
  • केडीपी क्रिस्टल आकार में 116 x 92 x 116 मिमी3 तथा ्रव्यमान 2.6 किलो का सम्वर्धित किया गया है।
  • बड़े व्यास के लीथियम नाइओबेट (व्यास: 70 मि. मी.) और लीथियम टैंटलेट (व्यास: 50 मि.मी.) क्रिस्टल सम्वर्धित किये गए हैं।
  • अच्छी गुणवत्ता वाले क्रिस्टल के विकास के लिए मरकरी सील तकनीक (डूबे हुए प्रारम्भिक क्रिस्टल के साथ विलयन को संसाधित करने के लिए), फ्लैट-टॉप तकनीक (उपयोग योग्य मात्रा बढ़ाने के लिए), न्यूक्लिएशन-ट्रैप क्रिस्टलाइज़र (अवंछित यूक्लिएशन का सम्वर्धन रोकने के लिए) जैसे कई नवाचारों की अवधारणा और कार्यान्वयन किया गया है।
  • कई एसएचजी तत्वों और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर का निर्माण और परीक्षण किया गया है।


लेजर क्रिस्टल

मुख्य बातें:

  • कई रेयर अर्थ तत्वों को मिश्रित कर ऑर्थो-वैनाडेट क्रिस्टल को लेजर गेन माध्यम के रूप में अनुप्रयोग के लिए सम्वर्धित किया गया है।
  • Cr को-डॉप्ड रेयर अर्थ वैनडेट्स को सेल्फ क्यू-स्विचिंग एप्लिकेशन के लिए सम्वर्धित किया गया है।

1. ऑप्टिकल फ्लोटिंग ज़ोन तकनीक द्वारा सम्वर्धित किये गये क्रिस्टल

पीजोइलेक्ट्रिक और फेरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल

मुख्य बातें:

  • कई सीसा-आधारित और सीसा रहित फेरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल विकसित किये गए हैं और उनकी जांच की गई है।

1. ऑप्टिकल फ्लोटिंग ज़ोन तकनीक द्वारा विकसित किये गए क्रिस्टल


2. उच्च तापमान विलयन तकनीक द्वारा विकसित गए क्रिस्टल

अन्य अनुप्रयोगों हेतु क्रिस्टल

1. निम्न तापमान विलयन वृद्धि द्वारा विकसित क्रिस्टल:


2. ज़ोक्राल्स्की विधि द्वारा विकसित क्रिस्टल:


3. ऑप्टिकल फ्लोटिंग ज़ोन तकनीक द्वारा विकसित किये गए क्रिस्टल:

एकल क्रिस्टल पर अनुसंधान जांच

1. पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल पर अनुसंधान जांच


2. अनडोप्ड और डोप्ड गैलियम ऑक्साइड क्रिस्टल पर जांच


3. Cr को-डॉप्ड Nd: GdVO4 लेज़र गेन क्रिस्टल का असामान्य अवशोषण और उत्सर्जन की विशिष्टता


4. Nd co-doped Yb:YVO4 सिंगल क्रिस्टल के ऑप्टिकल और स्पेक्ट्रोस्कोपिक गुणों की जांच


5. Nd मिश्रित GdVO4 सिंगल क्रिस्टल के स्पेक्ट्रोस्कोपिक गुण और जुड-ऑफेल्ट विश्लेषण


6. Nd:Cr:YVO4 सिंगल क्रिस्टल में क्रोमियम की ऑक्सीकरण अवस्था पर ऑक्सीजन के आंशिक दबाव का प्रभाव


7. SrxBa(1−x)Nb2O6 लेड-फ्री फेरोइलेक्ट्रिक सिंगल क्रिस्टल में द्विध्रुवी इलेक्ट्रो-कैलोरी प्रभाव (ECE)

क्रिस्टल विकास तकनीकों के लिए नवाचार

  • अच्छी गुणवत्ता वाले क्रिस्टल के विकास के लिए मरकरी सील तकनीक (डूबे हुए प्रारम्भिक क्रिस्टल के साथ विलयन को संसाधित करने के लिए), फ्लैट-टॉप तकनीक (उपयोग योग्य मात्रा बढ़ाने के लिए), न्यूक्लिएशन-ट्रैप क्रिस्टलाइज़र (अवांछित न्यूक्लिएशन को अवरुद्ध करने के लिए) जैसे कई नवाचारों की अवधारणा और कार्यान्वयन किया गया है।
  • एक नई सीडिंग तकनीक विकसित की गई है जो प्रारम्भिक क्रिस्टल की न्यूनतम क्षति के साथ संधारण तापमान की त्वरित स्थापना में मदद करती है।

1. मरकरी सील तकनीक (डूबे हुए प्रारम्भिक क्रिस्टल के साथ विलयन को संसाधित करने के लिए)


2. फ्लैट-टॉप तकनीक (उपयोग योग्य मात्रा बढ़ाने के लिए)


3. न्यूक्लिएशन-ट्रैप क्रिस्टलाइज़र (अवांछित न्यूक्लिएशन को अवरुद्ध करने के लिए)


4. Novel seeding technique

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