Труды КНЦ вып.8 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2017(8))

УДК: 535.36:548 Р. А. Титов, А. А. Яничев, И. Н. Ефремов ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОГО БЕСПОРЯДКА В МОНОКРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ Zn2+И B3+В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ, МЕТОДОМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА Аннотация По спектрам комбинационного рассеяния света исследовано изменение вторичной структуры номинально чистых и легированных катионами В (0.55-1.24 мол. %) и Zn (0.02 - 8.91 мол. %) кристаллов ниобата лития. Показано, что катионы В3+ определённым образом структурируют расплав, что оказывает влияние на+вторичную структуру кристалла. При этом, легирование ниобата лития катионами B3+ и Zn2 приводит к скачкообразному (пороговому) изменению чередования Li+, Nb5+, Zn2+ и вакансий вдоль полярной оси кристаллов. Оптическая однородность кристаллов оценивалась по краюоптического пропускания. Ключевые слова: монокристалл ниобата лития, легирование, вторичная структура, спектры комбинационного рассеяния света. R. A. Titov, A. A. Yanichev, I. N. Efremov INVESTIGATION OF STRUCTURAL DISORDER IN LITHIUM NIOBITATE SINGLE CRYSTALS DOPED BY Zn2+AND B3+IN A WIDE RANGE OF CONCENTRATIONS BY RAMAN SPECTROSCOPY Abstract Changes in the secondary structure of nominally pure and doped by B (0.55-1.24 mol. %) и Zn (0.02 - 8.91 mol. %) lithium niobate single crystals were investigated by Raman spectra. It is shown that the B3+ cations definitely form a melt, which affects the secondary structure of the crystal. The doping of lithium niobate with B3+ and Zn2+ cations leads to an abrupt (treshold) change in the alternation of Li+, Nb5+, Zn2+ and vacancies along the polar axis of the crystals. The optical homogeneity of the crystals was estimated from the edge of the optical transmission. Keywords: lithium niobate single crystal, doping, secondary structure, Raman spectra. Введение Многолетнее использование монокристалла ниобата лития (LiNbO3) в качестве активного элемента оптики, электроники, а также рабочей среды лазеров обусловлено его уникальностью как объекта, обладающего набором сегнетоэлектрических, фоторефрактивных, пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств [1, 2]. Для кристалла LiNbO3 характерно наличие разнообразных дефектов, превалирующими из которых являются NbLl - катионы ниобия, находящиеся в положении катионов лития. Изменение концентрации данных дефектов с локализованными на них электронами путем легирования кристалла «нефоторефрактивными» катионами металлов позволяет регулировать величину фоторефрактивного эффекта (ФЭ), проявляющегося в изменении показателя преломления под действием светового излучения. Причём наиболее сильное снижение ФЭ наблюдается при превышении концентрации легирующей примеси (Men ) «пороговых» значений. В данной работе по спектрам комбинационного рассеяния света (КРС) исследовано изменение вторичной структуры кристаллов L lN b O ^ (0.55^1.24 мол. % в шихте) и LlNbO3:Zn (0.02 ^ 8.91 мол. % в расплаве). Результаты сравнивались с результатами, полученными для номинально чистых стехиометрического и конгруэнтного 205