Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 198-203. Transactions of the to la Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 198-203. Научная статья УДК 548.736.442, 620.179.152.1 doi:10.37614/2949-1215.2022.13.1.034 СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ НИОБАТА ЛИТИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ЦЕРИЕМ Софья Владимировна Петрова1, Ольга Владимировна Сидорова2, Михаил Николаевич Палатников3, Александра Владимировна Кадетова 4 12Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия 3 4Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1sonjapetrova61@gmail.com 2solvak@yandex.ru 3palat_mn@chemy. kolasc.net.ru 4ttyc9@mail.ru Аннотация Исследовались структурные характеристики образцов LiNbO 3 : Ce (0,13—2,15 мол. %). Рассмотрены концентрационные зависимости периодов элементарной ячейки кристаллов LiNbO 3 : Ce. Установлены механизм вхождения примеси и расположение собственных дефектов в кристалле LiNbO 3 : Ce (0,43 мол. %). Церий занимает вакантную позициюлития в решётке ниобата лития. Ключевые слова: ниобат лития, рентгеноструктурный анализ, дефекты, структурные характеристики, легирование Original article STRUCTURAL STUDIES OF LITHIUM NIOBATE CRYSTALS DOPED WITH CERIUM Sofya V. Petrova1, Olga V. Sidorova2, Mikhail N. Palatnikov3, Alexandra V. Kadetova 4 1 2Petrozavodsk State University, Petrozavodsk, Russia 3, 4I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Russia 1sonjapetrova61@gmail.com 2solvak@yandex.ru 3palat_mn@chemy. kolasc.net.ru 4ttyc9@mail.ru Abstract In this research the structural characteristics of LiNbO 3 : Ce (0.13-2.15 mol. %) samples were studied. The concentration dependences of the unit cell parameters of LiNbO 3 : Ce crystals were considered. The mechanism of impurity incorporation and the location of intrinsic defects in a LiNbO 3 : Ce crystal (0.43 mol. %) were established. Cerium occupied the vacant lithium position in the lithium niobate lattice. Keywords: lithium niobate, X-ray diffraction study, defect structure, structural characteristics, doping Кристалл LiNbO 3 — многофункциональный материал, обладающий уникальными свойствами (сегнетоэлектрическими, пьезоэлектрическими, нелинейно-оптическими и др.), находит применение в различных областях оптики. Кристаллы ниобата лития обладают фоторефрактивным эффектом — локальным изменением показателя преломления в освещенной области кристалла. Наличие эффекта фоторефракции в кристаллах ниобата лития обуславливает необходимость решения двух задач: 1 ) поиск путей его подавления; 2 ) оптимизация фоторефрактивных свойств. Фоторефрактивные кристаллы LiNbO 3 активно используются в нелинейной оптике в качестве среды для записи оптических фазовых голограмм для эффективного ввода / вывода света из многомодового волокна в одномодовое, фильтрации сигналов на основе голографических решеток, создания объемных голографических запоминающих устройств и т. д. [1, 2]. Фоторефрактивными свойствами можно управлять, для подавления данного эффекта кристалл легируют нефоторефрактивными примесями Zn, Mg, Er, Tb [3, 4], а для оптимизации фоторефрактивных свойств в кристаллы добавляют примеси Fe, Ce, Mn [5]. Хранение объёмных фазовых голограмм в данных кристаллах зависит от наличия локализованных центров, захватывающих электроны. В основном для оптимизации фоторефрактивных свойств используется легирование ниобата лития железом, так как многие исследования показали, что данный элемент наиболее © Петрова С. В., Сидорова О. В., Палатников М. Н., Кадетова А. В., 2022 198