Defekti un optiskās īpašības nedopētā un retzemju dopētā Hf)2/ZrO2

Abstract

Hafnija dioksīds ir kļuvis par iecienītu materiālu, pateicoties tā augstajai dielektriskajai konstantei, plašajai aizliegtajai zonai, ķīmiskajai stabilitātei un saderībai ar silīcija dioksīda komponentēm. Turklāt, segnetoelektriskās fāzes esamības atklāšana hafnija dioksīdā ir pavērusi iespējas tā izmantošanai dažādās segnetoelektriskajās ierīcēs. Šis darbs koncentrējas uz hafnija dioksīda un tā dvīņu oksīda cirkonija dioksīda pašvielas defektu pētīšanu. Galvenās tēmas, kas tiek apskatītas šajā disertācijā, ir: 1. Skābekļa vakanču sadalījuma un koncentrācijas ietekme uz retzemju jonu luminescenci. 2. Retzemju jonu zonžu izmantošana saķepināšanas procesu kontrolēšanai keramikās. 3. Skābekļa vakanču veidu identificēšana monoklīnajā hafnija dioksīdā. 4. Skābekļa vakanču rašanās un to ietekme uz retzemju jonu iebūvēšanos pamatmatricā.

Hafnium oxide currently is selected due to its high dielectric constant, broad band gap, chemical stability, and compatibility with silica. Furthermore, the discovery of a ferroelectric phase existence in hafnia has opened up its use in many ferroelectric applications. The main challenge presented by hafnia is its relatively high amount of intrinsic defects. This work, therefore, focuses on the study of intrinsic defects found in hafnia and its twin oxide zirconia. The main topics covered in this thesis are: 1. Impact of the vicinity and distribution of oxygen vacancies on the resulting rare-earth ion luminescence. 2. Use of rare-earth ion probes as a way to monitor the sintering processes in ceramics. 3. Identification of oxygen vacancy types in monoclinic hafnia. 4. Rare-earth ion incorporation characteristics in monoclinic hafnia.