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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 235-240. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 235-240. В сильнолегированных кристаллах LiNbO 3 : Zn (4,52 и 4,69 мол. %) и LiNbO 3 : Mg (5,29 мол. %) гало смещается в коротковолновую область спектра на ~ 100 нм. Данное смещение не зависит от типа легирующего элемента (Mg, Zn). При высоких концентрациях легирующей примеси отсутствует собственный дефект NbLi. Следовательно, основная излучательная рекомбинация основных ниобиевых групп NbNbOe может увеличиваться за счёт уменьшения соотношения NbNb / NbLi. Однако в работах излучательная рекомбинация NbNb4+ — O" наблюдается при 440-460 нм [11]. Вероятно, влияние электростатического поля избыточного заряда катиона металла, а также, согласно механизму электроотрицательности, образование одной вакансии по литию вблизи дефекта MeLi [ 2 ] приводят к излучению ^м ^б -груп пы при 500 нм. При этом увеличение концентрации цинка в кристалле с 4,52 на 4,69 мол. % приводит к увеличению интенсивности максимума при 500 нм (см. рис. 1). Стоит отметить, что в гомогенно легированных кристаллах LiNbO 3 : Zn (4,69 мол. %) и LiNbO 3 : Mg (5,29 мол. %) наблюдается однородное распределение интенсивности свечения с «зелёной» до «красной» области спектра в отличие от метода прямого легирования расплава, в котором явно наблюдается максимум при ~ 500 нм. Следовательно, в гомогенно легированных кристаллах наблюдается большее число каналов рекомбинации за счёт большего числа дефектов решетки. На рисунке 2 приведены экспериментальные зависимости интегральной интенсивности свечения от температуры исследуемых кристаллов, которая также характеризует наблюдаемые процессы тушения фотолюминесценции. С ростом температуры наблюдается падение интенсивности свечения всех исследуемых образцов в видимой области спектра. Кроме того, наблюдается две компоненты тушения, одна из которых связана с тушением хвоста люминесценции в ближней ИК-области спектра. Таким образом, излучательная рекомбинация биполяронной пары NbNb — NbLi сильно зависит от температуры кристалла. Рис. 2. Зависимостьинтегральнойинтенсивностифотолюминесценцииот температурыисследуемыхкристаллов: а — LiNbOзстех. (1), LiNbOзконг. (2); б — LiNbO 3 : Zn (0,07) (1), LiNbO 3 : Zn (4,52) (2), LiNbO 3 : Zn (4,69) (3); в — LiNbO 3 :Mg (019) (1), LiNbO 3 :Mg (5,29) (2), LiNbO 3 :Mg (5,29 мол. %, гомогенное легирование) (3) Из рисунка 2 видно, что наибольшее тушение эмиссии биполяронной пары наблюдается в номинально чистом кристалле L i^ O s ^ ^ .. По-видимому, остаётся остаточная люминесценция биполяронной пары в кристалле LiNbOзстех. за счёт тушения люминесценции. В слаболегированных кристаллах LiNbO 3 : Zn (0,07 мол. %) и LiNbO 3 : Mg (0,19 мол. %) происходит монотонное уменьшение интенсивности люминесценции. Аддитивный характер наличия двух полос излучения (биполяронной пары NbNb — NbLi и основных ниобиевых NbNbOб-групп) усложняет картину анализа люминесценции в гомогенно легированных кристаллах LiNbO 3 : Zn (4,69 мол. %) и LiNbO 3 : Mg (5,29 мол. %). Однако в сильнолегированных кристаллах наблюдается менее подверженная температурному тушению люминесценция в видимой области спектра за счёт доминирования полосы излучения от основной ниобиевой NbNbOб-группы. © Смирнов М. В., Сидоров Н. В., Палатников М. Н., Пикулев В. Б., 2022 238