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

A. M. Shuvalova, A. A. Yanichev, A. A. Gabain INVESTIGATION OF PHOTOREFRACTIVE PROPERTIES OF LITHIUM NIOBATE SINGLE CRYSTALS WITH DIFFERENT COMPOSITION BY SCATTERED LIGHT PARAMETERS Abstract The values of the photovoltaic and diffusion fields intensities in nominally pure lithium niobate single crystals of stoichiometric (R = Li/Nb = 1) and congruent (R = 0.946) 2+ 3+ 3+ 3+ 2+ 2+ compositions and congruent composition doped with Mg2+, B3+, Gd3+, Y3+, Cu2+, Zn2+ cations were determined by the parameters of scattered light. It is shown that at a wavelength of the exciting radiation А= 532 nm crystal LiNbO 3 :Y [0,46 mol. %] and crystal LiNbO 3 stoich. are characterized by the largest values of the photovoltaic and diffusion fields intensities, correspondingly; crystal LiNbO 3 :Zn [0,018 mol. %] and crystal LiNbO 3 :Cu [0,007 mol. %]:Gd [0,02 mol. %] are characterized by the lowest ones, correspondingly. Keywords: lithium niobate single crystal, photorefraction, photovoltaic field, diffusion field Введение Фоторефрактивный кристалл ниобата лития, благодаря уникальному набору свойств, нашел широкое применение в качестве функционального материала устройств преобразования излучения, голографической записи информации и др. [1-3]. При взаимодействии кристалла НЛ с лазерным излучением кристалле возникает пространственное разделение заряда, что приводит к возникновению внутреннего электрического поля и локальным изменениям показателя преломления. Это, в свою очередь, приводит к проявлению фоторефрактивного рассеяния света. Исследование параметров рассеянного вследствие фоторефрактивного эффекта света является важным методом экспериментальной оценки фотоэлектрических полей в кристалле. Подобные исследования чрезвычайно важны с точки зрения создания новых функциональных материалов на основе монокристалла ниобата лития с контролируемыми структурными и фоторефрактивными характеристиками [4]. Одним из наиболее важных свойств кристалла НЛ как фазы переменного состава с широкой областью гомогенности на фазовой диаграмме является возможность варьирования стехиометрии и катионного состава кристалла, а, следовательно, и его характеристик путем легирования различными примесями. Так, например, легирование НЛ катионами «нефоторефрактивных» примесей (Zn, B, Gd, Y, Mg и др.) приводит к уменьшению величины фоторефрактивного эффекта. В свою очередь, легирование катионами «фоторефрактивных» примесей (Cu, Fe и др.) позволяет повысить фоторефрактивный отклик кристалла, что, например, необходимо при использовании НЛ для голографической записи информации. В данной работе по параметрам рассеянного излучения при длине волны возбуждающего излучения ^=532 нм были определены значения напряженностей фотовольтаического и диффузионного полей в номинально чистых монокристаллах ниобата лития стехиометрического (R=Li/Nb=1) и конгруэнтного (R=0,946) состава, а также конгруэнтного состава, легированных катионами Mg2+, B3+, Gd3+, Y3+, Cu2+, Zn2+. 225