Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 6/2018(9))

Монокристаллы ниобата лития одинарного LiNb03:Y(0,46) и двойного легирования LiNb03:Y(0,24):Mg:(0,63) и LiNbO 3 :Gd( 0,25):Mg(0,75 вес.%) могут быть интересны как нелинейно-оптические материалы с низким коэрцитивным полем и высокой стойкостью к оптическому повреждению. При этом двойное легирование позволяет тонко регулировать упорядочение структурных единиц катионной подрешетки и регулировать тем самым «возмущение» кислородных октаэдров и, следовательно, более тонко по сравнению с одинарным легированием регулировать электрооптические свойства кристалла и получать материалы с более высокой оптической и структурной однородностью. Многие физические и химические свойства кристаллов LiNbO 3 зависят от типа и концентрации легирующих металлических ионов, а также от особенностей локализации протонов (Н+) в структуре кристалла. Водород, неизбежно присутствующий в кристаллах LiNbO3, выращенных в воздушной атмосфере, образует с легирующим металлом и другими точечными дефектами примесные гидроксильные комплексы: VLi--OH-, Mе-ОН-, Mе-ОН-Ме, которые существенно влияют на физические характеристики материалов: повышают проводимость, понижают эффект фоторефракции (optical damage) и величину коэрцитивного поля [1]. Концентрация протонов в кристалле LiNbO 3 колеблется от 1018 до 1019 см-3 [1]. Информация о состоянии дефектной структуры кристаллической решетки LiNbO 3 является очень важной для понимания микроскопических процессов, вызываемых легированием. Существенную информации о комплексных дефектах VlT-OH-, Mе-ОН-, Mе-ОН-Ме в структуре номинально чистых и легированных кристаллов LiNbO 3 можно получить из спектров инфракрасного (ИК) поглощения LiNbO3 в области валентных колебаний ОН--групп, чувствительных к концентрации и особенностям локализации протонов в кристалле. В данной работе по изменениям в ИК-спектрах поглощения в области валентных колебаний ОН -групп впервые выполнены сравнительные исследования тонких особенностей структуры монокристаллов LiNb03:Y(0,46), а также монокристаллов двойного легирования LiNb03:Y(0,24):Mg:(0,63) и LiNb03:Gd(0,25):Mg(0,75 вес.%) в сравнении с номинально чистым конгруэнтным монокристаллом ниобата лития ^ № 0 3 конг). Методика эксперимента Кристаллы LiNb03:Y(0,24):Mg:(0,63 вес.%) и LiNb03:Gd(0,25):Mg(0,75 вес.%) были выращены методом Чохральского по единой технологии, подробно описанной в работе [2], из расплава конгруэнтного состава (48,6 мол. % Li 2 O). 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 (^ 333 ст) кристаллической були. Образцы для исследования спектров ИК-поглощения вырезались из монодоменизированных кристаллов LiNbO 3 :Mg в форме прямоугольных параллелепипедов (размеры ~8 * 7 * 6 мм3), ребра которых совпадали по направлению с кристаллофизическими осями X, Y, Z (Z — полярная ось кристалла). Грани параллелепипедов тщательно полировались. Регистрация спектров производилась с помощью спектрометра IFS 66 v/s фирмы Bruker. 21