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

В данной работе расчет компонент тензора нелинейно-оптической восприимчивости проводился для LiNbO3 с составом, близким к стехиометрическому. Образец был предоставлен Институтом химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева (ИХТРЭМС) Кольского научного центра Российской академии наук (КНЦ РАН). Исследуемый кристалл выращивался в воздушной атмосфере методом Чохральского из конгруэнтного расплава с добавлением флюса К 2 О. Для расчета нелинейно-оптической восприимчивости необходимы такие структурные данные, как расстояния между атомами в кислородном многограннике, координаты атомов, периоды (а = 5,1428 A, с = 13,8443 A) и объем элементарной ячейки (V = 317 ,lA 3) (табл. 1). Таблица 1 Рассчитанные межатомные расстояния для кристалла LiNbO3 состава, близкого к стехиометрическому Расстояния Nb-O в октаэдрах NbO6, A Расстояния Li-O в октаэдрах LiO6, A Nb-O 2,10 Li-O 2,246 Nb-O 1,85 Li-O 2,146 Межатомные расстояния для исследованного в данной работе кристалла LiNbO3 были рассчитаны из уточненных методом Ритвельда значений координат атомов и периодов элементарной ячейки. Делим кристаллическую формулу многокомпонентного кристалла ниобата лития на подформулы для того, чтобы получить не многосвязное соединение, а выделить одинарные связи: L iNb03 = N ( 0 - Li) a Li N (Li - 0 ) b 0 + N ( 0 - Nb) a Nb N (Nb - 0 ) b N CLi N co NCNb N co = 1ьЮ (/)з/2 + 1 l iO ( s)3/2 + 1кЬО (/)з/2 + lN bO (s ) 3 /2. В ниобате лития многосвязность делится на четыре отдельные связи. В данных кристаллах кислородные октаэдры искажены таким образом, что имеют место три длинных и три коротких расстояния в каждом октаэдре, поэтому связи между кислородом и литием и между кислородом и ниобием рассматриваются как длинные и короткие. Эффективные заряды равны: ZJ* = 1, Z 0 *= 2 (связь Li-O); Z l * = 5, Z 0 *= 10 (связь Nb-O). Рефрактивный индекс «r(LiNbO 3 ) = 2,23 на длине волны 1,064 мкм. Таблица 2 Параметры химических связей, линейные и нелинейные оптические восприимчивости для кристалла ниобата лития, состав которого близок к стехиометрическому Li-O(s) Li-O(l) Nb-O(l) Nb-O(s) Li-O(s) Li-O(l) Nb-O(l) Nb-O(s) Линейные свойства Нелинейно-оптические свойства d^, A 2,146 2,246 2 ,1 1,85 №ъ, A -3 0,0566 0,0566 0,0566 0,0566 r 0 , A 1,073 1,123 1,05 0,925 Х^ь 1,0876 1,1786 2,2693 1,815 rfe* 0,667 0,667 3,333 3,333 -7,73E-11 -7,27E-11 -2,13E-10 -2,58E-10 №e*, A -3 0,140 0 ,12 2 0,749 1,096 Го, A 0,3756 0,3931 0,3675 0,3238 Nvb, A -3 0,057 0,057 0,057 0,057 p^ 0,3773 0,3773 0,3786 0,3786 v^b, A 3 4,747 5,442 4,448 3,041 G 31 -0,1437 0,173 -0,1848 0,1865 №c 4,8 4,8 4,8 4,8 FM 31 (C) -1,79E-09 2,65E-09 -9,06E-09 5,43E-09 Eh, эВ 5,981 5,342 6,311 8,643 FM 31 (E) 3,51E-08 -4,98E-08 2,62E-08 -1,63E-08 E^ f , эВ 9,852 8,995 30,085 38,765 d31 3,33E-08 -4,72E-08 1,71E-08 -1,09E-08 В w 7,198 6,467 9,629 13,036 Md31 -7,69E-09 D^ 1 1 1,225 1,225 G 33 -0,0328 0,3754 -0,2996 0,1194 A^ 0,828 0,831 0,922 0,918 FM33(C) -4,10E-10 5,74E-09 -1,47E-08 3,47E-09 (h^%)2 160,224 140,19 1040,4 1514,009 F^d33(E) 8,01E-09 -1,08E-07 4,24E-08 -1,04E-08 C , эВ -4,005 -3,645 -11,018 -14,788 d33 7,60E-09 -1,02E-07 2,77E-08 -6,97E-09 75