Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)
вносит вклад в область 1,5-1,8 эВ, где происходит наибольшее уменьшение интенсивности свечения в кристалле LiNbOs:Zn (6,5 мол. % ZnO в кристалле). Сравнение влияния методов легирования в кристаллах двойного легирования (относительно LiNbOзконг) на люминесцентные свойства кристалла представлено на рисунке (в). Так, кристалл LiNbO 3 :Mg,Zn, полученный методом прямого легирования конгруэнтного расплава, показывает более низкую излучательную рекомбинацию, чем конгруэнтный кристалл LiNbOзконг. С другой стороны, метод гомогенного легирования позволяет получить усиление люминесцентного гало в низкоэнергетической области спектра и уменьшить излучательную рекомбинацию поляронов в области 1,45-1,80 эВ. Кроме того, максимум при 1,3 эВ в гомогенно легированном кристалле LiNbOs:Mg,Zn более выражен, чем в остальных кристаллах, а также люминесцентное гало смещается на 0,05 эВ в низкоэнергетическую область спектра. Таким образом, путем качественного анализа влияния технологических особенностей выращивания кристаллов LiNbO 3 разного состава и генезиса можно заключить, что стехиометрия, концентрация Zn и метод легирования в той или иной степени влияют на фотолюминесценцию в ближней ИК-области. Увеличение стехиометрии кристалла приводит к уменьшению поляронной люминесценции в ближней ИК-области спектра. При этом в выращенном с помощью метода HTTSSG кристалле большое количество гидроксильных групп ОН и, возможно, межузельных атомов водорода позволяют усилить люминесценцию. При концентрации Zn < 0,04 мол. % происходит подавление излучательной рекомбинации за счет уменьшения общего люминесцентного сигнала, а при концентрации Zn = 6,5 мол. % происходит увеличение интенсивности свечения в низкоэнергетической области спектра с одновременным тушением излучательной рекомбинации 1,5—1,8 эВ с участием поляронов малого радиуса NbLi за счет их вытеснения атомами цинка с позиций лития. Кристаллы двойного легирования LiNbO 3 :Mg.Zn, полученные методом гомогенного легирования, показывают интенсивную излучательную рекомбинацию относительно кристаллов, полученных методом прямого легирования расплава. Список источников 1. Периодические доменные структуры, сформированные электронным лучом в пластинах LiNbO 3 и планарных волноводах Ti:LiNbO 3 Y-ориентации / Л. С. Коханчик [и др.] // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 8. С. 1602—1609. 2. Поверхностные самоподобные нанодоменные структуры, индуцированные лазерным облучением в ниобате лития / В. Я. Шур [и др.] // Физика твердого тела. 2008. Т. 50, № 4. С. 689—695. 3. Abrahams S. C., Marsh P. Defect structure dependence on composition in lithium niobate // Acta. Cryst. 1986. B42. P. 61—68. 4. Кузьминов Ю. С.Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития. М.: Наука, 1987. 262 с. 5. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны / Н. В. Сидоров [и др.]. М.: Наука, 2003. 255 с. 6. Ахмадуллин И. Ш., Голенищев-Кутузов В. А., Мигачев С. А. Электронная структура глубоких центров в LiNbO 3 // Физика твердого тела. 1998. Т. 40, № 6. С. 1109—1116. 7. Гранулированная шихта для выращивания монокристаллов ниобата лития / М. Н. Палатников [и др.] // Перспективные материалы. 2011. № 2. С. 93—97. 8. Комплексные дефекты в стехиометрических кристаллах ниобата лития, полученных по разным технологиям / Н. В. Сидоров [и др.] // Неорганические материалы. 2019. Т. 55, № 4. С. 395—399. 9. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития: монография / Н. В. Сидоров [и др.]. Апатиты: КНЦ РАН, 2017. 241 с. 10. Zhang Y., Guilbert L., Bourson P. Characterization of Ti:LiNbO3 waveguides by micro-raman and luminescence spectroscopy // Appl. Phys. B. 78. 2004. P. 355—361 11. Comparative study of composition dependences of photorefractive and related effects in LiNbO3 and LiTaO3 crystals / S. M. Kostritskii [et al.] // Ferroelectrics. 2007. № . 352. P. 61—71. 12. Физико-химические основы технологий оптически высокосовершенных номинально чистых и легированных нелинейно-оптических монокристаллов ниобата лития с низким эффектом фоторефракции: дис. ... канд. тех. наук / Бобрева Л. А. Апатиты, 2020. 189 с. References 1. Kohanchik L. S., Borodin M. V., Shandarov S. M., Burimov N. I., Shcherbina V. V., Volk T. R. Periodicheskie domennye struktury, sformirovannye elektronnym luchom v plastinah LiNbO 3 i planarnyh 2 3 7
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz