Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

A. M. Shuvalova 1, 2 , A. A. Gabain 2 , N. V. Sidorov 2 , N. A. Teplyakova 2 , M. N. Palatnikov 2 1 Apatity Branch of the Murmansk State Technical University, Apatity, Russia 2 Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia PHOTOELECTRIC FIELDS OF LITHIUM NIOBATE SINGLE CRYSTALS WITH ZINC IN A WIDE RANGE OF CONCENTRATION Abstract. The values of the photovoltaic and diffusion fields intensities in nominally pure lithium niobate single crystals of stoichiometric ( R = Li / Nb = 1, 6 мас. % K 2 O) and congruent ( R = 0,946) compositions and congruent composition doped with zinc, were determined by the parameters of scattered light at wavelength 514,5 nm. It is shown that at a wavelength of the exciting radiation 514,5 nm, zinc-doped crystals in a certain concentration range do not show a significant degree of photorefraction effect, and a previous conclusion on the influence of the diffusion field on PILS was confirmed. Keywords: lithium niobate single crystal, photorefraction, photovoltaic field, diffusion field. Введение Модифицирование свойств монокристаллов ниобата лития путем легирования продолжает оставаться одним из перспективных способов получения новых материалов, обладающих высокими электрооптическими и нелинейно-оптическими коэффициентами и повышенной стойкостью к лазерному излучению. Кристаллы ниобата лития широко используются на рынке телекоммуникаций, в мобильных телефонах и оптических модуляторах. Их используют как нелинейно-оптические кристаллы для удвоения частоты лазерного излучения, в нелинейной оптике, акустооптических устройствах, в качестве материала для волноводов и т. д. [1-3]. Ниобат лития обладает очень большими коэффициентами электромеханической связи, в несколько раз превышающими подобные показатели у кварца, и очень малыми акустическими потерями. Обширный спектр приложений кристалла ниобата лития обуславливает интерес исследователей к изучению его физических свойств, а также к созданию и разработке новых методов исследования тонких особенностей структуры и физических характеристик кристалла [4]. Одним из таких методов, развиваемых в последние годы, является метод расчёта фотоэлектрических полей в сегнетоэлектрическом кристалле на основании экспериментальных данных по измерению параметров индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света (ФИРС). Такой подход является новым в оценке фоторефрактивных свойств кристалла, позволяющим рассчитать величины фотовольтаического и диффузионного полей и динамику их развития при увеличении интенсивности возбуждающего излучения. В данной работе были определены величины фотоэлектрических полей (фотовольтаического и диффузионного) в серии кристаллов ниобата лития, легированных цинком в широком диапазоне концентраций. Были исследованы монокристаллы: LiNbO 3 : Zn (0,018), LiNbO 3 : Zn (0,03), LiNbO 3 : Zn (0,52), LiNbO 3 : Zn (0,615), LiNbO 3 : Zn (0,88), LiNbO 3 : Zn (1,98), LiNbO 3 : Zn (2,01), LiNbO 3 : Zn (2,02), LiNbO 3 : Zn (2,12), LiNbO 3 : Zn (2,12, гомогенного легирования), LiNbO 3 : Zn (2,93 мас. %), выращенные из конгруэнтного расплава. Результаты сравнивались с результатами, полученными для номинально чистых конгруэнтных ( R = 0,946) и стехиометрических ( R = Li / Nb = 1) кристаллов. Исследования проводились путем расчета фотоэлектрических полей по 434