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

Результаты и их обсуждения В таблице приведены значения параметров спектральных линий спектров ИК-поглощения исследованных монокристаллов LiNbO 3 в области 3420-3550 см -1 , в которой проявляются валентные колебания ОН-групп. Видно, что спектры всех кристаллов заметно различаются. В ИК-спектре поглощения кристалла LiNbO зстех. наблюдаются четыре полосы с частотами 3465, 3480, 3488 и 3498 см -1 (табл.). Причем ширина полос в спектре кристалла LiNbO зстех. существенно меньше, чем в спектрах других кристаллов (табл.). Считается, что полоса с частотой 3465-3466 см -1 является характерной для стехиометрического кристалла высокой степени структурного совершенства, в структуре которого существует только одна позиция атома водорода [10, 11]. Значения частот (v, см -1 ), ширин ( S , см -1 ) и интенсивностей ( I , отн. ед.) линий в ИК-спектрах поглощения и концентрации ОН-групп ( С (ОН - )/см -3 ) и точечных дефектов Nb ii 4+ и V ii - в кристаллах LiNbO 3 разного состава Кристалл Параметры линий ИК-спектра поглощения C (Nb Li ), мол. % C (V Li - ), мол. % С он - , см -3 v I S LiNbO зстех. 3465 0,25 6,44 0 0 4,03 • 10 16 3480 0,17 7,77 0 0 4,03 • 10 16 3488 0,06 10,19 0 0 4,03 • 10 16 3498 0,01 9,37 0 0 4,03 • 10 16 LiNbO зконгр. 3467 0,04 10,22 0,91 3,63 8,15 • 10 16 3483 0,18 23,08 0,91 3,63 8,15 • 10 16 3486 0,34 27,85 0,91 3,63 8,15 • 10 16 3490 0,06 12,51 0,91 3,63 8,15 • 10 16 LiNbO 3 : Zn (4,54) 3469 0,19 17,40 0 2,50 6,11 • 10 16 3483 0,30 16,66 0 2,50 6,11 • 10 16 3492 0,18 16,48 0 2,50 6,11 • 10 16 LiNbO 3 : Zn (4,68) 3469 0,07 17,35 0 1,25 3,34 • 10 16 3483 0,12 14,97 0 1,25 3,34 • 10 16 3489 0,08 16,95 0 1,25 3,34 • 10 16 3500 0,06 15,45 0 1,25 3,34 • 10 16 3527 0,08 9,03 0 1,25 3,34 • 10 16 LiNbO 3 : Zn (6,50) 3469 0,07 16,87 0 1,50 4,00 • 10 16 3483 0,21 17,33 0 1,50 4,00 • 10 16 3491 0,07 12,99 0 1,50 4,00 • 10 16 3502 0,02 12,33 0 1,50 4,00 • 10 16 3520 0,04 12,73 0 1,50 4,00 • 10 16 В работах [10, 11] показано, что с приближением структуры кристалла LiNbO 3 к высокосовершенной структуре стехиометрического состава, для которой R = Li/Nb = 1 и отсутствуют точечные дефекты в виде рядом стоящих одноименных катионов, происходит уменьшение ширины линии с частотой 3466 см -1 при одновременном уменьшении интенсивностей и ширин полос с частотами 3480 и 3488 см -1 . В ИК-спектре поглощения идеального стехиометрического кристалла вообще не должно наблюдаться полос поглощения, связанных с ОН-группами [12]. В ИК-спектре реального высокоупорядоченного стехиометрического кристалла, полученного по технологии HTTSSG (high temperature top speed solution growth) из расплава конгруэнтного состава с использованием флюса К 2 О, наблюдается только одна узкая полоса (S = 3 см -1 ) с частотой 3466 см -1 [10, 11]. Из таблицы видно, что ИК-спектры кристаллов LiNbO зконгр. , а также легированных цинком кристаллов LiNbO 3 значительно отличаются от ИК-спектра кристалла LiNbO зстех. . ИК-спектры кристалла LiNbO зконгр. и кристаллов LiNbO 3 : Zn (4,54 мол. % ZnO) в области первой пороговой концентрации легирующего элемента (~ 4,0 мол. % ZnO [1, 3, 13]) представляют собой размытую полосу поглощения, состоящую из нескольких компонентов одинаковой поляризации с частотами 3467, 3483, 3486 см -1 и слабой полосы с частотой ~ 3490 см -1 . Полосу с частотой 3480-3485 см -1 считают характерной для конгруэнтного кристалла и относят к валентным колебаниям комплекса 40