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

Значения концентрации ZnO захватывает первый концентрационный порог ~ 5,3 мол. % ZnO в расплаве [1, 9, 10]. Значение второго концентрационного порога составляет ~ 6 ,8 мол. % ZnO. Согласно данным работ [9, 10], при концентрациях < 6 ,8 мол. % ZnO в расплаве кристаллы LiNbO 3 : ZnO характеризуются высокой структурной и оптической однородностью и низким эффектом фоторефракции, практически равным эффекту фоторефракции при высоких концентрациях легирующей добавки, превышающей пороговое значение ( 6 ,8 мол. % ZnO в расплаве). При концентрации ZnO в расплаве > 6 ,8 мол. % ZnO кристаллы LiNbO 3 : ZnO характеризуются высокой композиционной и оптической неоднородностью. Кроме того, в таких кристаллах LiNbO 3 : ZnO возможно выпадение примесной фазы Li 6 ZnNb 4 O 14 [9, 10]. Методика эксперимента Выращивание монокристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04^4,61 мол. % ZnO) производилось методом Чохральского по единой технологии и подробно описано в работах [9-11]. Для выращивания монокристаллов применялась гранулированная шихта конгруэнтного состава (48,6 мол. % Li 2 O), полученная методом синтеза-грануляции [12], которая тщательно перемешивалась с ZnO квалификации «ос. ч.». Все монокристаллы были монодоменизированы методом высокотемпературного электродиффузионного отжига при охлаждении образцов со скоростью 20 град/ч в температурном интервале от ~ 1240-890 °С в условиях приложения электрического напряжения. Контроль степени монодоменности осуществлялся методом анализа частотной зависимости электрического импеданса и путем определения величины статического пьезомодуля (й?333ст) кристаллической були. Образцы для исследования спектров ИК-поглощения вырезались из монодоменизированных кристаллов LiNbO 3 : ZnO в форме прямоугольных параллелепипедов (размеры ~ 8 , 7, 6 мм3), ребра которых совпадали по направлению с кристаллофизическими осям X, Y, Z (Z — полярная ось кристалла). Грани параллелепипедов тщательно полировались. Регистрация спектров производилась с помощью спектрометра “IFS 6 6 v/s” фирмы “Broker”. Результаты и их обсуждение В ИК-спектре поглощения кристаллов LiNbOзконг. и LiNbO 3 : Zn (0,04^4,54 мол. % ZnO в кристалле) в области валентных колебаний OН--групп отчетливо наблюдаются три широкие полосы одинаковой поляризации с частотами 3470 (V 1 ), 3483 (v2) и 3486 см -1 (V 3 ) — рис., кривые 1-9. При этом наблюдается скачкообразное повышение частоты V 1 с 3470 до 3472 см -1 при увеличении концентрации выше 2 мол. % ZnO (рис., кривые 7-10), а спектр кристалла LiNbO 3 : Zn (4,68 мол. % ZnO) существенно отличается от спектров остальных кристаллов (рис., кривая 10). В спектре кристалла LiNbO 3 : Zn (4,68 мол. % ZnO) наблюдаются линии с частотами 3483, 3500, 3527 см-1. Наличие расщепления полосы поглощения валентных колебаний O ff-групп на несколько компонентов свидетельствует о разных позициях OH-групп в кристалле и о разных значениях квазиупругих постоянных связей O-Н в вакантных октаэдрах и октаэдрах, занятых основными (Li+, Nb5+) и легирующими катионами Zn2+. LiNbCb: Zn 3483 3486 3420 3460 3500 v>CM-i 3540 Спектры ИК-поглощения монокристаллов: 1 — L iM O ^ . ; 2 — LiNbO3 : ZnO (0.04); 3 — LiNbO3 : ZnO (0,07); 4 — LiNbO3 : ZnO (1,19); 5 — LiNbO 3 : ZnO (1,40); 6 — LiNbO 3 : ZnO (1,42); 7— LiNbO 3 : ZnO (2.00); 8 — LiNbO 3 : ZnO (4,46); 9 — LiNbO 3 : ZnO (4,54); 10 — LiNbO 3 : ZnO (4,68 мол. % ZnO в кристалле) 548