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

асимметричной полосы люминесценции с главным максимумом при 440 нм и несколькими побочными максимумами по обеим сторонам от главного. Ассиметричная форма спектра говорит о наличии нескольких полос излучения, причём количество центров свечения в длинноволновой области спектра превышает количество центров в коротковолновой части спектра. При этом относительная интенсивность побочных максимумов уменьшается плавно по мере увеличения длины волны относительно основного максимума. Спектры фотолюминесценции кристаллов Ы№О зконг. (1), LiNbO 3 : Zn (0,04-2,01 мол. % ZnO) (2-5) — а; фрагменты длинноволновой области спектра ( б ); область главного максимума (вставка) Максимум полосы излучения при 440 нм обусловлен излучательной рекомбинацией электронно-дырочной пары ниобий — кислород, Nb 4+ -O - [6]. При этом ниобий находится в своем октаэдре. Наличие данного центра свечения наблюдается в спектрах всех исследованных кристаллов LiNbO 3 (рис., а ). В структуре LiNbO 3 номинально чистого состава с избытком Nb существуют дефекты Nb Li , люминесценция которых проявляется при 520 нм [6]. Однако доминирующим центром свечения в кристалле Li^O s^^. (рис., а ) остаётся пара Nb Nb 4+ -O - , что говорит о том, что рекомбинационная природа данного центра слабо зависит от отношения Li / Nb. Если предположить, что свечение каждого дефекта Nb Nb 4+ -O происходит независимо, то наличие в структуре дефектов Nb Li в количестве 6 мас. % (конгруэнтный состав) [7] не приведёт к заметному перераспределению интенсивности свечения между оставшимися центрами. Кроме того, литиевый октаэдр в структуре кристалла LiNbO 3 имеет размеры большие, чем ниобиевый [7, 8]. По этой причине появление точечного дефекта Nb Li приводит также к увеличению рассеяния поглощенной энергии на колебаниях кристаллической решётки. Из рисунка видно, что параметры полосы люминесценции с максимумом при 520 нм слабо зависят от концентрации цинка в структуре кристалла LiNbO 3 . Известно, что с увеличением концентрации цинка до первого концентрационного порога (3,0 мол. %) в структуре кристалла LiNbO 3 происходит плавное вытеснение цинком дефектов Nb Li [8]. Такой факт должен приводить к уменьшению интенсивности свечения при 520 нм, обусловленной дефектами Nb Li . Несмотря на это, по мере увеличения концентрации цинка увеличивается количество центров свечения в длинноволновой области спектра (рис., б ). Такое поведение возможно только при образовании при концентрациях цинка ниже первого концентрационного порога ([ZnO] < 3,00 мол. %) множественных мелких уровней энергии в запрещенной зоне. В [9] выполнено моделирование из первых принципов электронной структуры кристалла LiNbO 3 , легированного Mg, и подтверждено наличие мелких уровней энергии у дна зоны проводимости и валентной зоны, связанных с присутствием в структуре легирующего элемента. 170