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

(антиструктурный дефект Nb в позиции Li) по форме и размерам близки к октаэдрам LiO6, но заметно сильнее искажены по сравнению с аналогичными октаэдрами в конгруэнтном кристалле. В образце 2, полученном гомогенным легированием атомами цинка, и в образцах 3, 4 (прямое легирование эрбием и тербием соответственно) тенденции изменения формы октаэдров LiO6 и NbO6 основного мотива по сравнению с соответствующими данными для кристаллов конгруэнтного состава одинаковы: уменьшаются длинные и возрастают короткие связи M-O, но форма указанных октаэдров далека от правильной. Октаэдры MLiO6 (примесные катионы в позиции Li) в кристаллах, легированных тербием и эрбием, практически одинаковы и меньше по размерам, чем таковые в кристаллах, легированных цинком. В легированных цинком кристаллах октаэдр NbLiO6 (антиструктурный дефект Nb в позиции Li) в образце 2 (гомогенное легирование) по размерам и форме практически совпадает с таковым в конгруэнтном кристалле. В образце 3 (прямое легирование) октаэдр NbLiO6имеет более высокие значения длинных и более низкие значения коротких связей. Значения расстояний металл — металл приведены в табл. 4. Таблица 4 Рассчитанные межатомные расстояния для исследованных в данной работе кристаллов LiNbO3, легированных цинком, тербием, эрбием, и литературные данные для кристалла LiNbO3конгруэнтного состава Пары атомов Конгр. кристалл M = Tb Номер образцов 3 M = Er 2 M = Zn (гомог.) 1 M = Zn (прямое) Концентрация Zn в образце Мол. % 2,6 2,6 6,58 5,84 Расстояния между атомами металла вдоль полярной оси Nb-Li, L i- Nb' Nb - Li Li - Nb' 3,869 (7) 3,065 (7) 3,883 3,039 3,885 3,031 3,895 (0) 3,035 (0) 3,874 (1) 3,056 (0) Расстояния между атомами металла в области дефекта по цинку Nb-MLi, MLi-Nb'; Nb - MLi MLi - Nb' 3,682 3,239 3,199 3,717 3,870 (0) 3,872 (5) 3,060 (0) 3,057 (1) Расстояния между атомами металла в области дефекта по ниобию: Nb-NbLi, NbLi-Nb'; Nb -NbLi 3,883 (1) NbLi -Nb' 3,051 (1) 3,073 (0) 3,857 (0) 3,887 (7) 3,042 (1) Обозначения расстояний Nb - Li', Li '- Nb', Nb' - Li'', Li'' - Nb'' даны на рисунке справа. В круглых скобках указана погрешность в последнем знаке Характер чередования коротких и длинных расстояний металл — металл вдоль полярной оси в конгруэнтном кристалле ниобата лития 4 Из данных табл. 4 следует, что расстояния Nb - Li вдоль полярной оси во всех легированных кристаллах выше, чем в конгруэнтном, при этом расстояния Li - Nb’— ниже. Минимальные расхождения с соответствующими данными для конгруэнтного кристалла имеют место в образце, полученным прямым легированием. Расстояния между катионом Nb основного мотива и катионами цинка не зависят от способа легирования. Аналогичные расстояния в кристаллах, легированных катионами Er и Tb, максимальные ниже, а минимальные выше, чем в легированных цинком кристаллах. Расстояния между катионом Nb основного мотива и катионами NbLi в легированных цинком кристаллах при прямом легировании фактически совпадают с таковыми для конгруэнтного кристалла. При гомогенном легировании максимальное расстояние меньше, а минимальное выше, чем таковые для конгруэнтного кристалла. Таким образом, наряду с примесными и собственными дефектами, возникающими при легировании ниобата лития, происходят изменения ближайших межатомных расстояний как в октаэдрах, так и между катионами металлов. Оба эффекта, согласно [2, 5], влияют на нелинейные оптические свойства кристаллов. Расчет нелинейно-оптических свойств в каждом конкретном случае и является конечной целью данной работы. Литература 1. Симонов В. И. Физическими свойствами кристаллов можно управлять // Природа. 2003. № 11. С. 4-10. 2. Iyi N. Comparative study of defect structures in lithium niobate with different compositions / N. Iyi et al. // Journal of Solid State Chemistry. 1992. № 101. P. 340-352. 3. Блистанов А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики: уч. пособие для вузов. М.: МИСИС, 2013. 432 с. 4. Упорядочение катионов в кристаллах LiNbO3 и твёрдых растворах на его основе / Е. П. Фёдорова и др. // Неорг. материалы. 2010. Т. 46, № 2. С. 247-252. 5. Schlarb U., Betzler K. Influence of the defect structure on the refractive indices of undoped and Mg-doped lithium niobate // Phys. Rev B. 1994. Vol. 50, no. 2. P. 751-757. 497