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

В данной работе по параметрам рассеянного излучения при длинах волн возбуждающего излучения 476,5, 488, 514,5 и 532 нм были определены значения напряженностей фотовольтаического и диффузионного полей в номинально чистых монокристаллах ниобата лития стехиометрического (R = Li/Nb = 1) и конгруэнтного (R = 0,946) состава, а также конгруэнтного состава, легированных катионами Er3+, B3+, Gd3+, Y3+, Cu2+, Zn2+, Mg2+. Методика эксперимента Конгруэнтный кристалл и легированные конгруэнтные кристаллы LiNbO 3 выращивались в воздушной атмосфере методом Чохральского на установке «Кристалл-2» по единой методике [5]. Стехиометрический кристалл LiNbOзстех выращивался из расплава с 58,6 мол.% Li 2 O. Использовалась оригинальная гранулированная шихта ниобата лития с высокой насыпной плотностью, синтезированная в ИХТРЭМС КНЦ РАН, позволяющая получать абсолютно бесцветные номинально чистые монокристаллы ниобата лития. Легирующая примесь вводилась в шихту в виде MeO [легирующий металл] квалификации ОсЧ. Неметаллический элемент бор не входит в структуру кристалла LiNbO3, но существенно изменяет свойства расплава, изменяя тем самым структурные и физические характеристики кристалла [5]. Использовалось гомогенное легирование бором прекурсора Nb 2 O 5 . Подробно методика роста кристаллов и приготовление шихты описаны в работе [5]. Особое внимание было уделено контролю концентрации следовых количеств примесных многозарядных катионов (Fe, Rh, Си, и др.), так как их присутствие, наряду с собственными дефектами с локализованными на них электронами, определяют величину ФЭ. Содержание указанных примесей не превышало 5 1 0 -4 1 1 0 -3 вес.% [5]. Образцы для исследований имели форму параллелепипедов с ребрами, параллельными кристаллофизическим осям X, Y, Z, а грани тщательно полировались. Ось Z совпадала по направлению с полярной осью кристалла Ps. Регистрация ФИРС осуществлялась с помощью установки, принципиальная схема которой изображена на рисунке. Излучение лазера Spectra Physics 2018-RM (1) попадает на кристалл (3), который находится в светонепроницаемой камере (2), и рассеивается на нём. Рассеянное излучение регистрируется фотодиодом (4), сигнал с которого поступает на мультиметр (J). Кристалл устанавливался так, чтобы направление главной оптической оси совпадало с направлением поляризации (вектор Е) лазерного излучения. При таком взаимном расположении оси Z и вектора E сечение рассеянного излучения представляло собой «перевернутую восьмерку». Фотодиод располагался так, что имелась возможность изменять его положение в плоскости падения для измерения угла раскрытия индикатрисы и интенсивности рассеянного излучения при разных углах. Нулевое значение угла определяло направление луча накачки. Отрицательный и положительный углы соответствовали отрицательному и положительному направлениям полярной оси, соответственно. Сначала фотодиод устанавливался в центральной области картины рассеяния, далее его положение изменяли с шагом в 3° в положительном и отрицательном направлениях и фиксировали показания мультиметра, установленного в режим амперметра. При каждом измерении ожидали стабилизации показания прибора, когда процессы перекачки энергии сводились к минимуму. Расчет величин фотовольтаического и диффузионного полей в исследованных кристаллах осуществлялся в программе Mathcad 15.0. 87