Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

Mg, регулировать упорядочение структурных единиц катионной подрешетки, количество дефектов Nb Li и физические характеристики кристалла. Эта особенность позволяет более точно определить концентрационные области максимальной композиционной однородности кристалла. Существенно отметить и то, что кристаллы, легированные цинком, характеризуются низким значением напряжённости коэрцитивного поля, сравнимым с таковым для стехиометрического кристалла (2,7 ­ 3,5 кВ/мм) [4], что важно для создания материалов для преобразования лазерного излучения на периодически поляризованных доменных структурах микронных и субмикронных размеров [5]. Множество дефектов кристаллической структуры может нарушать условие эффективного преобразования лазерного излучения за счёт поглощения и излучения дефектных центров в области прозрачного кристалла. Благодаря наличию точечных собственных и примесных дефектов катионной подрешетки кристалла LiNbO 3 (Nb Li , V Li и др.) и связанных с ними комплексных дефектов, обусловленных наличием в кристалле гидроксильных групп ОН, появляется возможность связать особенности спектра люминесценции кристалла LiNbO 3 с особенностями локализации в структуре точечных дефектов, являющихся центрами свечения. В данной работе представлены результаты исследований фотолюминесценции в серии легированных кристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04 2,01 мол. %). Результаты, полученные для кристаллов LiNbO 3 : Zn, сравнивались с результатами, полученными для номинально чистого кристалла конгруэнтного состава (LiNbO. ^mui. ). Кристаллы LiNbO 3 : Zn (0,04 + 2,01 мол. % ZnO) были выращены методом Чохральского в воздушной атмосфере на установке «Кристалл-2». Методика выращивания подробно описана в [4]. Поскольку характер следовых количеств примесных катионов может существенно влиять на особенности люминесценции, в таблице указан примесный состав исследованных кристаллов LiNbO 3 : Zn. Монодоменизация кристаллов осуществлялась методом высокотемпературного электродиффузионного отжига при охлаждении образцов со скоростью 20 град/ч в температурном интервале от ~ 1240-890 °С в условиях приложения электрического напряжения [4]. Контроль степени монодоменности осуществлялся методом импедансной спектроскопии и измерения величины статического пьезомодуля ^333ст ) кристаллической були. Исследуемые образцы вырезались из кристаллической були в форме прямоугольных параллелепипедов с размерами ~ 8 • 7 • 6 мм 3 . Направление кристаллографических осей X , Y , Z ( Z — полярная ось кристалла) совпадает с ребрами исследуемых образцов. Регистрация спектров фотолюминесценции производилась спектрографом SL100M (Solar TII) с ПЗС-детектором (FLICCDML0673710) при комнатной температуре в диапазоне X от 380-650 нм. Источник возбуждения — непрерывный He-Cd -лазер (Х возб. = 325 нм, 15 мВт). Для уменьшения случайных флуктуаций сигнала ПЗС-матрица охлаждалась элементом Пельтье до -30 °С. Время экспозиции 1 сек. Ширина входной щели монохроматора 0,25 мм. Каждый фотолюминесцентный спектр исправлялся на фоновый сигнал. Все спектры нормировались на максимальное значение интенсивности, так как её поведение резко зависит от места попадания лазерного излучения на кристалл, при этом форма спектра сохраняется. Примесный состав шихты и выращенных монокристаллов LiNbO 3 Примесь Концентрация примеси в шихте, мас. % Содержание примеси в кристалле мас. % верх були низ були Pb, Ni, Cr < 1 • 10 - 4 < 1 • 10 - 3 < 1 • 10 - 3 Mn, V, Mg, Sn, Cu < 1 • 10 - 4 < 5 • 10 - 4 < 5 • 10 - 4 Co, Mo < 4 • 10 - 4 < 1 • 10 - 3 < 1 • 10 - 3 Ti < 5 • 10 - 4 < 1 • 10 - 3 < 1 • 10 - 3 Si, Fe < 1 • 10 - 3 < 1 • 10 - 3 < 1 • 10 - 3 Ca < 1 • 10 - 3 < 5 • 10 - 3 < 5 • 10 - 3 Al < 1 • 10 - 3 < 5 • 10 - 4 < 5 • 10 - 4 Zr < 3 • 10 - 3 < 1 • 10 - 2 < 1 • 10 - 2 Te, Sb < 1 • 10 - 3 - - Bi < 4 • 10 - 4 - - На рисунке, а представлены спектры фотолюминесценции кристаллов LiNbO зконг. и LiNbO 3 : Zn (0,04 2,01 мол. % ZnO). Видно, что спектры всех кристаллов состоят из широкой сложной 169