Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Легирование нефоторефрактивными элементами позволяет повысить устойчивость кристаллов к оптическим повреждениям и открывает возможности применения материалов для новых приложений. Кислородно-октаэдрический каркас построен таким образом, что допускает легирование кристаллов различными элементами, начиная от Н+ с валентностью +1 и заканчивая редкоземельными катионами с валентностью +3, а также двойное и тройное легирование. Легирование кристаллов ниобата лития редкоземельными элементами улучшает его эмиссионные свойства, такие кристаллы обладают возможностью лазерной генерации на ионах редкоземельных элементов и самоудвоения частоты. Свойства неразрывно связаны с расположением примеси в решетке кристалла и степени упорядочения структуры вдоль полярной оси [3]. Цель данной работы — анализ структурных искажений, возникающих в решетке кристаллов ниобата лития при легировании их редкоземельным элементом самарием с различной концентрацией методами рентгенографии, а также анализ концентрационных зависимостей и характерных особенностей искажений структуры. В работе исследовались кристаллы ниобата лития, легированные самарием (LiNbO 3 :Sm), концентрация легирующей примеси в них составляла 1,0, 1,9 и 2,5 мол. % соответственно. Кристаллы выращивались методом Чохральского, легирующая примесь добавлялась в форме оксида металла в гранулированную шихту ниобата лития перед наплавлением тигля. Образцы для исследований предоставлены Лабораторией материалов электронной техники ИХТРЭМС КНЦ РАН. Подробно методика приготовления шихты и выращивания кристаллов разного состава описана в работах [4, 5]. Прецизионные дифракционные картины регистрировались в интервале углов рассеяния 20 от 5 до 145° на дифрактометре ДРОН - 6 в СиКа-излучении, монохроматор из пиролитического графита был установлен в первичных лучах. Регистрация областей брэгговских отражений рентгенограмм для расчетов методом полнопрофильного анализа производилась с мелким шагом по углам рассеяния — 0,02°. В процессе регистрации рентгенограммы осуществляется контроль за стабильностью регистрирующей схемы. Кроме того, рентгенограмма снимается неоднократно, достигается точность в определении интенсивности в каждой точке дифракционной линии не меньше 5 %. Рентгенограммы исследуемых образцов LiNbO 3 :Sm представлены на рисунке. Заметим, что на графиках исследуемых кристаллов в области углов рассеяния от 11 до 22° и с 25,3 до 31° наблюдаются дополнительные отражения, подобные тем, которые фиксировались на рентгенограммах исследованных ранее кристаллов, легированных цинком, тербием и эрбием. Данные отражения являются результатом формирования в кристалле упорядоченной сверхструктурной гексагональной подрешетки дефектов с удвоенным периодом а элементарной ячейки по отношению к основной ячейке [ 6 ]. AJ l . j u A _L I, имп/с J ul J U V U A . Рентгенограммы исследуемых образцов LiNbO3:Sm с различной концентрацией примеси в кристалле, мол. %: а — 1; б — 1,9; в — 2,5. Отдельно вынесены области углов рассеяния от 11 до 22° с дополнительными отражениями 115