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

Рентгенограммы исследуемых образцов подобны и соответствуют рентгенограмме ниобата лития с пространственной группой симметрии R3c — гексагональная упаковка. На рисунке (а) приведены индексы первых брегговских отражений. Значения периодов элементарной ячейки, уточненные методом полнопрофильного анализа рентгенограмм исследуемых кристаллов, следующие: a = 5,155 А, с = 13,845 А (1 мол. % Sm в кристалле); a = 5,1587 А, с = 13,833 А (1,9 мол. % Sm в кристалле); a = 5,161 А, с = 13,832 А (2,5 мол. % Sm в кристалле). Соответствующие значения периодов элементарной ячейки кристалла ниобата лития состава, близкого к стехиометрическому ^№Озстех), равны: a = 5,1428 А, с = 13,8443 А. Анализ полученных данных показывает, что с повышением концентрации самария в кристалле увеличивается значение периода а и уменьшается значение периода с. При концентрации самария, равной 2,5 мол. %, период а выше примерно на 0 , 0 2 А, чем таковое значение в кристалле LiNbOзстех. Уменьшение периода с указывает на то, что изменяются расстояния между атомами вдоль полярной оси кристалла, а это может привести к изменению оптических свойств в этом направлении. При концентрации самария, равной 2,5 мол. %, период с ниже примерно 0 , 0 1 А, чем таковое значение в кристалле LiNbOзстех. В целом с увеличением концентрации самария в кристалле значение периода а изменяется линейно, значение периода с сначала резко уменьшается, а в образцах с концентрацией 1,9 и 2,5 мол. % совпадает в пределах погрешности. В ранее исследуемых кристаллах, легированных редкоземельными элементами эрбием и тербием, в широком концентрационном диапазоне при схожих концентрациях наблюдалась такая же зависимость периодов, в образце LiNbO 3 :Er (2,48 мол. %) периоды равны [ 6 ]: а = 5,163(1) А, с = 13,838 (7) А. В кристаллах ниобата лития, легированных цинком, в диапазоне концентраций примеси в кристалле 3,43-5,84 мол. % значения периода а меньше (изменяются в пределах 5,149-5,151 А), чем в исследуемых в данной работе кристаллах, а периода с больше (13,859-13,864 А). В кристаллах, легированных магнием, можно наблюдать схожие значения периодов, как и в кристаллах, легированных цинком [7, 8 ]. В целом же при легировании редкоземельными элементами значение периода а выше, а периода с ниже, чем соответствующие показатели в кристаллах, легированных магнием или цинком. Далее методом Ритвельда по известным из литературы моделям расположения собственных и примесных дефектов уточнялись структурные характеристики исследуемых кристаллов: координаты атомов, коэффициенты заполнения позиций, тепловые параметры. Анализируя полученные данные (табл. 1), можем констатировать, что во всех исследуемых образцах расположение примесных и собственных дефектов описывается одной и той же моделью: атомы самария и часть атомов ниобия занимают вакантные позиции лития в кристаллической решетке, часть атомов ниобия также располагаются в пустом октаэдре. Следует отметить, что в образце 2 (Св =1 , 9 мол. %) коэффициент заселенности атома ниобия в основной позиции (позиция 6 а) меньше, чем в остальных образцах, но при этом количество дефектов Таблица 1 Уточненные значения координат атомов (x/a, y/b, z/c) и коэффициентов заполнения позиций G в кристаллах LiNbO 3 :Sm G x/a y/b z/c Образец 1 (Св = 1 мол. %) Rwp(%) = 12,13, Rp(%) = 9,50 а = 5,155(0) с = 13,845(5) Nb 0,953 0 0 0 O 1,00 0,0739 0,321(3) 0,0649 Li 0,94 0 0 0,2783 NbLi 0,012 0 0 0,2809 Nbokt 0,020 0 0 0,11 a S 0,014 0 0 0,2651 Образец 2 (Св = 1,9 мол. %) Rwp(%) = 9,93, Rp(%) = 7,02 a = 5,158(7) с = 13,833(8) Nb 0,93 0 0 0 O 1,00 0,0724 0,3319 0,0625 Li 0,927 0 0 0,2821 NbLi 0,015 0 0 0,265 N okt 0,037 0 0 0,1429 a S 0,02 0 0 0,2655 Образец 3 (Св = 2,5 мол. %) Rwp(%) = 6,13, Rp(%) = 4,53 a = 5,160(9) с = 13,832(5) Nb 0,965 0 0 0 O 1,00 0,0630(9) 0,3387(8) 0,0645(0) Li 0,96 0 0 0,282(3) NbLi 0,014 0 0 0,2801(7) Nbokt 0,016 0 0 0,116(4) a S 0,026 0 0 0,2792(4) 116