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

перераспределения основных катионов, легирующих катионов и вакансий по октаэдрам. Однако количество изломов в концентрационном поведении ширин с частотами 630 см -1 Ai(TO) и 876 см -1 Ai(LO) (пять изломов, рис. 1) существенно превышает количество порогов (5,38 и 6,76 мол. % ZnO), известных из литературных данных. О большем количестве изломов при изменении состава кристалла LiNbO 3 : Zn свидетельствуют также данные фотоиндуцированного рассеяния света (рис. 2). Из рис. 2 видно, что спекл-структура индикатрисы ФИРС практически всех кристаллов LiNbO 3 : Zn, исследованных в данной работе, существенно и скачкообразно отличается друг от друга. Рис. 2. Спекл-структура индикатрисы ФИРС (р ~ 6,3 Вт/см2) кристаллов П№Оэконг (1), Ь1№0эстех ( 2 ), LiNb 0 3 : Zn (0,04 (3), 0,07 (4), 1,19 (5), 1,39 (6), 2,01 (7), 5,19 (8), 5,84 (9) мол. % ZnО), LiNb 0 3 : Mg (2,1 мол. %) (10). Время полного раскрытия спекл-структуры индикатрисы ФИРС для перечисленных кристаллов — 60 сек Таким образом, по результатам исследования спектров КРС, очевидно, можно сделать вывод о том, что структура кристаллов LiNbO 3 : Zn в области концентраций ~ 3,95^4,54 мол. % ZnO отличается более упорядоченной катионной подрешеткой, близкой к кристаллу L i^O s ^ ^ , и отсутствием основных структурных дефектов NbLi. По параметрам индикатрисы ФИРС, используя метод, предложенный в работе [3], были определены значения напряженностей фотовольтаического и диффузионного электрических полей, а также наведённое двулучепреломление с учетом формул Селмейера. Погрешность вычислений составила 1,5-2,0 %. Установка и методика для определения фотоэлектрических полей более подробно описана в работе [4]. В таблице приведены результаты расчета ширины запрещенной зоны кристаллов LiNb 0 3 разного состава [5], значения фотоэлектрических полей (фотовольтаического Epv и диффузионного E d ) и угла раскрытия ФИРС. Характерным является то, что фотоэлектрические поля и эффект фоторефракции (наведенное двулучепреломление Ля) минимальны для кристалла LiNbOsonx и максимальны для кристалла LiNbO 3 : Mg (2,1 мол. %). При этом для всех легированных кристаллов наибольший угол раскрытия индикатрисы ФИРС не превышает 15 °. Однако в кристалле LiNbOsoT^ угол раскрытия индикатрисы ФИРС достигает гораздо более высокого значения — 56 ° (рис. 2 ), что свидетельствует о гораздо более высоком эффекте фоторефракции в нём по сравнению с другими кристаллами. При этом для стехиометрического кристалла характерно наиболее низкое (по сравнению с остальными кристаллами) фотовольтаическое поле ~ 3178 В/см. Стехиометрический кристалл отличается от других исследованных кристаллов гораздо более высоким упорядочением структурных единиц катионной подрешетки, малым количеством дефектов NbLi (являющихся наиболее глубокими ловушками электронов) и существенно большим количеством мелких ловушек электронов. Фотоэлектрические параметры ФИРС и ширина запрещенной зоны [5] кристаллов ниобата лития при t = 25 °С № п/п Кристалл Хк, нм [5] ЛЕg, эВ [5] Х= 532 нм, I ~ 6,29 Вт/см 2 EpV, В/см E d , В/см Ал ■10 -5 1 L i ^ O a ^ 360,0 3,48 + 0,01 3178 1360 5,3 2 L i^ O a ^ ^ 334,2 3,72 + 0,011 5620 104 6,7 3 LiNbOs : Zn (4,54 мол. %) 323,0 3,83 + 0,012 4770 75 5,6 4 LiNbOs : Mg ( 2 ,1 мол. %) 341,0 3,65 + 0,011 7405 295 9,0 751