- ДОСЛIДЖЕННЯ
- РОЗРОБКА
- ВПРОВАДЖЕННЯ

Інститут монокристалів НАН України має більш ніж піввіковий досвід:
в матеріалознавстві кристалічних матеріалів для оптики, лазерної техніки, електроніки та інших застосувань;
в фундаментальних дослідженнях структури, фізичних і фізико-хімічних властивостей кристалічних матеріалів;
в розробках і удосконаленні технологій отримання кристалів і виробів із них.
В Інстітуті розробляються технології отримання і практичного використання лазерних кристалів тугоплавких оксидів,
сполук АIIBVI та їх твердих розчинів, нелінійно-оптичних органічних кристалів, лазерної и оптичної оксидної кераміки
і інших матеріалів у відповідності до профілю своєї діяльності.
НЕЛІНІЙНО-ОПТИЧНІ КРИСТАЛИ

Розробка та дослідження перспективних нелінійно- оптичних органічних і неорганічних монокристалів для широкосмугової лазерної генерації і перетворення терагерцового і ІЧ-випромінювання для застосувань в фотоніці і оптоелектроніці.
НЕЛІНІЙНО-ОПТИЧНІ КРИСТАЛИ

Показано збільшення ефективності генерації другої гармоніки (до 70%) і зменшення безвипромінювальних втрат (до 25%) в кристалах KDP: TiO2 у порівнянні з номінально чистими кристалами KDP.

Розроблено сцинтиляційний детектор c використанням активованих кристалів типу KDP: (Tl+, Ce3+), для реєстрації швидких (n, γ) – потоках.

Визначено технологічні умови синтезу бінарних халькогенідів галію з високим відсотком виходу цільової речовини (>90%) та вирощування моно- кристалічного селеніду галію як нелегованого, так і легованих хромом для нелінійно-оптичних перетворювачів.

Запропоновано критерій когерентного сполучення між кристалічною граткою KDP і органічним іоном (комплексом), який дозволяє прогнозувати входження іона в кристал.
Лазерна кераміка

Оптимізація структурно-фазового стану, морфології та оптичних властивостей оксидних нанопорошків та прозорої кераміки для оптики та лазерної техніки.
Лазерна кераміка

Кераміки Y2O3:RE, YAG:RE (RE=Nd, Yb, Sm), Y2O3-MgO
одержано методами реакційного спікання та іскрового плазмового спікання нанопорошків спеціального гранулометричного складу

Високощільна полікристалічна структура
- Щільна упаковка оптично-ізотропних зерен;
- Міжзеренні границі товщиною ~1 нм, прозорі для світла.

Лазерна кераміка Nd3+:YAG
- Концентрація активатора до 4 ат.%;
- Високий ККД генерації;
- Ефективне активне середовище для компактних лазерів.

Області практичного застосування
- Мікрочіпові лазери;
- Компактні лазери з діодною накачкою;
- Лазери для спеціальних застосувань
Теорія конденсованого стану речовини

- Нелінійні та квантові властивості структурно-складних об’єктів;
- Еволюція дефектних структур та вплив дефектів на властивості наноматеріалів; властивості нанорозмірних матеріалів;
- Механізми фрагментації матеріалів, можливості управління процесами руйнування матеріалів.
Теорія конденсованого стану речовини

Побудовано теорію еволюції вакансійної пори у частинках матриці сферичної форми. У випадку твердого стану методом молекулярної динаміки виявлено існування магічних пор, які можуть існувати протягом тривалого часу. Частинка з магічною порою утворює метастабільний стан.

Описано фазовий перехід в стан “суперсолід” у розрідженому двовимірному газі електрон-діркових пар з просторово розділеними компонентами. Знайдено, що такий перехід є переходом першого роду і фаза “суперсолід” є гексагональною.

На основі теорії функціонала густини розраховані рівноважні концентрації точкових дефектів у кристалі Ti:α-Al2O3. Показано, що концентрація кластерних дефектів, що формуються атомами титану в різних зарядових станах і вакансіями алюмінію, може бути порядку або навіть перевищувати концентрацію простих дефектів. Отримано універсальне спів- відношення між концентраціями простих і комплексних дефектів. Визначено умови, що сприяють зменшенню концентрації пар Ti3+-Ti4+.

Побудовано теорію залежності індикатриси відбиття від структурно-складної границі, що дозволяє реалізувати будь-яке співвідношення між часткою дифузійної і дзеркальної компонент від кута падіння променів. Показано, що у таких модельних границях вигляд дифузійної частини індикатриси, відрізняється від закону Кнудсена-Ламберта та якісно збігається з експериментальними.
Оптичні та лазерні кристали

Розробка та вдосконалення технологій вирощування в захисних відновних середовищах великогабаритних монокристалів тугоплавких оксидів; технологія виготовлення оптичних елементів для застосування в лазерних та оптико-електронних системах.
Оптичні та лазерні кристали




Вирощування надвеликих кристалів лейкосапфіру для оптико-електронних систем, лазерних кристалів Ti: сапфіру і кристалів рідкісноземельних гранатів в захисних відновних середовищах.



- Перспективні кристали багатокомпонентних оксидних сполук для лазерів ближнього ІЧ- діапазону;
- Люмінесцентні кристалічні композити для потужних лазерних, світлодіодних джерел світла.