Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.685-689 УДК 546.34'882 : 66.046.516 : 548.5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОЛУЧЕНИЮ ШИХТЫ НИОБАТА ЛИТИЯ ДВОЙНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ LiNbOs : Mg, Zn С. М. Маслобоева1,2, Л. Г. Арутюнян1, М. Н. Палатников1 1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия 2ФБГОУ ВПО АФ Мурманский арктический государственный университет, г. Апатиты, Россия Аннотация Приведены результаты исследований по получению шихты ниобата лития двойного легирования магнием и цинком. Предложена технологическая схема и определены оптимальные условия, в соответствии с которыми синтезирована монофазная шихта LiNbO3 : Mg, Zn заданного состава, предназначенная для выращивания монокристаллов ниобата лития высокого оптического качества. Ключевые слова: пентаоксид ниобия, двойное легирование магнием и цинком, синтез, шихта ниобата лития. TECHNICAL APPROACHES TO OBTAINING OF LITHIUM NIOBATE DOUBLE DOPED CHARGE FOR GROWTH OF LiNbOs : Mg, Zn CRYSTALS S. M. Masloboeva1’2, L. G. Arutyunyan1, M. N. Palatnikov1 1I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, Apatity, Russia 2Apatity И г anch of Murmansk Arctic State University, Apatity, Russia Abstract The paper contains results of researches about obtaining of a double-doped by magnesium and zinc lithium niobate charge. We have offered a technological scheme and determined optimal conditions. Due to these conditions we have synthesized a single-phase LiNbO3 : Mg, Zn charge with the given compound. The charge was used to grow lithium niobate single crystals of a high optical quality. Keywords: niobium pentoxide, double doping by magnesium and zinc, synthesis, lithium niobate charge. Известно достаточно большое количество электрооптических кристаллов, таких как ионные сегнетоэлектрические кристаллы — титанат бария (BaTiO3), танталат лития (LiTaO3), ниобат калия (KNbO3) и др. Однако кристаллы ниобата лития (LiNbO3) являются одними из наиболее уникальных и широко применяемых в настоящее время сегнетоэлектрических материалов в области опто- и акустоэлектроники, фотоники, квантовой электроники [1, 2]. Структура ниобата лития, как фазы переменного состава, позволяет управлять его свойствами в широких пределах путем варьирования его состава легированием различными примесями, что, в свою очередь, ведет к изменению кристаллической матрицы LiNbO 3 и способствует модификации оптических характеристик кристаллов, таких как оптическая стойкость и величины нелинейно-оптических коэффициентов. Так, легирование кристаллов LiNbO 3 такими нефоторефрактивными примесями, как Mg, Zn и др., позволяет существенно увеличить лучевую стойкость лазерных элементов. В то же время для создания, например, ячеек оптической памяти требуется легировать кристаллы ниобата лития металлами группы железа с переменной валентностью, а также рядом других переходных металлов, т. е. фоторефрактивными примесями [3, 4]. Получение кристаллов ниобата лития с однородно распределенной легирующей примесью представляет собой сложную технологическую задачу, решение которой является весьма актуальным для создания промышленных технологий оптических материалов. При этом практический и фундаментальный интерес представляет введение в кристалл в различном мольном соотношении двух допирующих примесей, взаимное влияние которых на структуру ниобата лития будет различным, что существенным образом должно отразиться на свойствах этих материалов. Большое значение в получении оптически однородных монокристаллов LiNbO 3 имеет генезис легированной шихты, из которой проводится их выращивание. Целью данной работы является разработка технологических подходов к синтезу монофазной шихты ниобата лития двойного легирования с заданной концентрацией и химически однородно распределенной допирующей примесью магния и цинка. Задачей исследований являлось получение шихты ниобата лития с содержанием легирующих примесей в мол. %: [MgO] = 1,5, [ZnO] = 4,0 (образец 1) и [MgO] = 1,0, [ZnO] = 4,5 (образец 2). Шихту LiNbO 3 : Mg, Zn 685