Фториды TbF3 в Минске

Фториды TbF3 — трифторид тербия для вакуумных покрытий и оптоволоконных сред

Трифторид тербия (TbF) — неорганическое соединение редкоземельного металла с фтором, применяемое в узкоспециализированных технологических процессах. Материал поставляется в виде порошка с контролируемым гранулометрическим составом или в виде прессованных таблеток для испарения. Ключевое назначение TbF — формирование тонкопленочных структур с заданными магнитооптическими характеристиками, а также легирование активных сред лазерных систем.

Основная область использования — термическое испарение в вакуумных установках резистивного и электронно-лучевого типа. При испарении TbF образует плотные аморфные пленки с высоким показателем пропускания в видимом и ближнем ИК-диапазоне. Пленки на основе трифторида тербия демонстрируют эффект Фарадея, что делает их востребованными при производстве магнитооптических изоляторов и циркуляторов для волоконно-оптических линий связи.

Технические характеристики и форма поставки

Трифторид тербия выпускается с чистотой основного вещества от 99,9 % до 99,99 % (марки ТбФ-3 и ТбФ-4 по ТУ 48-4-523-90). Содержание примесей редкоземельных элементов, железа, кремния и кальция нормируется отдельно для каждой марки. Порошок TbF имеет температуру плавления около 1170 C и температуру испарения в вакууме 1100–1200 C при остаточном давлении не выше 1 10 Па.

Гранулометрический состав порошка подбирается под конкретный метод нанесения:

• фракция 1–3 мм — для резистивного испарения из лодочек и тиглей;
• фракция 0,5–1 мм — для электронно-лучевого испарения с контролем скорости осаждения;
• таблетированная форма диаметром 10–20 мм — для автоматизированных испарительных источников;
• мелкодисперсный порошок до 50 мкм — для золь-гель технологий и спекания керамики.

Применение в оптических и магнитооптических системах

Пленки TbF используются в качестве просветляющих и защитных покрытий на элементах из халькогенидных стекол и фторидных материалов. В магнитооптических устройствах трифторид тербия применяется для создания слоев с высоким значением постоянной Верде, что необходимо для поворота плоскости поляризации в изоляторах, работающих на длинах волн 1064 нм и 1550 нм.

В производстве волоконных лазеров и усилителей TbF выступает легирующей добавкой при выращивании кристаллов и синтезе стекол. Ионы Tb обеспечивают перенос энергии в активной среде и используются в сенсибилизированных лазерных системах с накачкой в УФ-диапазоне. Дополнительно соединение применяется при синтезе фторидных керамик для сцинтилляционных детекторов рентгеновского излучения.

Условия работы и требования к обращению

Трифторид тербия гигроскопичен, поэтому хранение и транспортировка осуществляются в герметичной таре с влагопоглотителем. Перед загрузкой в испаритель порошок рекомендуется прокаливать при температуре 200–300 C в вакууме для удаления адсорбированной влаги. При испарении необходимо контролировать парциальное давление кислорода — его наличие приводит к образованию оксифторидов и снижению оптического пропускания пленок.

Особенности вакуумного нанесения

При электронно-лучевом испарении TbF скорость осаждения поддерживается в диапазоне 0,5–2,0 нм/с. Температура подложки — 150–300 C, что обеспечивает адгезию к кремниевым, кварцевым и сапфировым подложкам. Оптическая толщина пленки контролируется кварцевым датчиком или фотометрическим методом в процессе осаждения. Для многослойных структур чередование TbF с ZnS или PbTe позволяет получать интерференционные фильтры с рабочей температурой до 200 C.

Перед нанесением рекомендуется ионная очистка подложки аргоном при энергии 100–300 эВ. Это снижает вероятность отслаивания пленки при термоциклировании. Готовые покрытия на основе TbF устойчивы к воздействию влажной атмосферы в течение 24 часов при относительной влажности 95 % без изменения оптических характеристик.

Вопросы и ответы