Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 44-49. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 44-49. Научная статья УДК 535.375.54 doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.007 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КРИСТАЛЛОВ LiNbO3:Y(0,24):Mg(0,63 мас. %), LiNbO3:Y(0,46 мас. %), LiNbO3:Mg(0,5 мас. %) ПО ИК-СПЕКТРАМ ПОГЛОЩЕНИЯ В ОБЛАСТИ ВАЛЕНТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ОН-ГРУПП Любовь Александровна Бобрева1, Николай Васильевич Сидоров2, Михаил Николаевич Палатников 3 1-3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, г. Апатиты, Россия 1l.bobreva@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-5367-295X 2n.sidorov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0003-1075-7421 3m.palatnikov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-9686-0563 Аннотация Методом ИК-спектроскопии поглощения в области валентных колебаний ОН'-групп исследованы монокристаллы LiNbO3:Y(0,24):Mg:(0,63 мас. %), LiNbO 3 :Mg( 0 ,5 мас. %), LiNb03:Y(0,46 мас. %). Установлено, что полосы поглощения в диапазоне частот 3465-3488 см-1, связаны с нарушением стехиометрии в кристалле из-за наличия точечных дефектов (VLi, NbLi.) и образованных с ними комплексных дефектов VLi-ОН, NbLi-ОН. Показано, что часть катионов Y3+ при внедрении в кристаллическую решетку LiNbO3:Y(0,46 мас. %) образует комплексные дефекты у 3+-ОН, ѵ 3+-ОН- у 3+ , которым соответствуют полосы поглощения Nb L I Nb с частотой 3527, 3535 см-1. Вследствие большого ионного радиуса иттрия на ИК-спектре регистрируется сдвиг частот в длинноволновую область. Показано, что наличие легирующей примеси магния в кристалле двойного легирования увеличивает эффективный коэффициент распределения примеси Y в кристалле и многократно повышает люминесценцию редкоземельного иона. Ключевые слова: ниобат лития, монокристалл, ИК-спектры, OH-группы, двойное легирование Для цитирования: Бобрева, Л. А. Исследование структурных особенностей кристаллов LiNbO3:Y(0,24):Mg(0,63 мас. %), LiNbO3:Y(0,46 мас. %), LiNbO 3 :Mg (0,5 мас. %) по ИК-спектрам поглощения в области валентных колебаний ОН-групп / Л. А. Бобрева, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 44-49. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.007. Original article INVESTIGATION OF THE STRUCTURAL FEATURES OF CRYSTALS LiNbO3:Y(0,24):Mg(0,63 wt. %), LiNbO3:Y(0,46 wt. %) LiNbO3:Mg(0,5 wt. %) FROM INFRARED ABSORPTION SPECTRA IN THE REGION OF VALENCE VIBRATIONS OF OH-GROUPS Lyubov A. Bobreva1, Nikolay V. Sidorov2, Mikhail N. Palatnikov 3 1-3I.V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre of the RAS, Apatity, Russia 1l.bobreva@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-5367-295X 2n.sidorov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0003-1075-7421 3m.palatnikov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-9686-0563 Abstract Single crystals LiNbO3:Y(0.24):Mg:(0.63 wt. %), LiNbO 3 :Mg( 0 .5 wt. %), LiNbO3:Y(0.46 wt. %) were studied by infrared absorption spectroscopy in the area of valence vibrations of OH-groups. The absorption bands in the frequency range 3465-3488 cm -1 associated with the violation of stoichiometry in the crystal due to sharpened defects (Vu, Nbu) and formed complex defects VLi-ОН, NbLi-ОН. A part of Y3+ cations forms complex defects Y3+-ОН, у 3+-ОН- , which correspond to the absorption bands 3527, 3535 cm -1 in crystal LiNbO 3 :Y (0.46 wt. %). The introduction of magnesium alloying impurity into the double-doped crystal increases the effective distribution coefficient of the rare-earth impurity in the crystal and increases the luminescence of rare-earth ions by 8 times. Keywords: lithium niobate, single crystal, IR-spectra, OH-groups, double doping © Бобрева Л. А., Сидоров Н. В., Палатников М. Н., 2023 44