Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

марки Ос. Ч. [11]. Необходимое количество Li2CO3 и Nb2O5 для синтеза шихты LiNbO 3 :B брали в соотношении, соответствующем конгруэнтному составу, а количество H 3 BO 3 рассчитывали на номинально чистый Nb2O5. Синтезированная шихта LiNbO 3 :B обладала насыпным весом ~ 2,8 г/см3 и, согласно данным атомно-абсорбционного анализа, содержала 0,18 мас. % бора [11]. Параметры роста монокристалла LiNbO 3 :B были следующие [11]: температурный градиент < 2 град/мм; скорость вращения 14 об/мин, скорость вытягивания 0,6 мм/ч; скорость роста 0,78 мм/ч. Концентрация бора в конусной и торцевой частях кристалла составила соответственно 14,4-10-4 и 95,4 -10-4 мас. % [11]. Выращивание кристалла LiNbOзстех (5,5 мас. % K 2 O), выбранного в качестве эталона сравнения и полученного по технологии High Temperature Top Seeded Solution Growth (HTTSSG), описано в [14]. Рентгенограммы порошковых образцов ниобата лития регистрировались на дифрактометре «ДРОН-6». Монохроматор из пиролитического графита располагался в первичных лучах (CuKa-излучение, напряжение 45 кВ, ток 25 мА). В областях отражений рентгенограммы снимались более детально, с шагом 0,02 °, а в областях фона — с шагом 0,2 °. Точность определения интенсивности в каждой точке диф ракционной линии бы ла не менее 3 %. Р ен тгеноструктурны е данны е кри сталл а LiNbOзстех(5,5 мас. % K 2 O), принятые в данном исследовании в качестве эталонных, приведены в работе [15]. Расчёт суммарной энергии кулоновского взаимодействия точечных зарядов (U, эВ) фрагмента кислородно-октаэдрической структуры ниобата лития (Li+, Nb5+, O2-) с катионом В3+, рассматриваемым в sp2-гибридном состоянии, был выполнен согласно подходу, представленному в [12]. В проводимых расчётах положение катиона бора считается равноудалённым от каждой из вершин рассматриваемой грани вакантной тетраэдрической пустоты. Каркас рассматриваемого кластера формируют 20 анионов кислорода O2-. Количество и локализация основных катионов металлов (Li+, Nb5+) и структурных дефектов (Nby, V li ) в рассматриваемом кластере определялось результатами рентгеноструктурного анализа. Р е зу л ь т а ты В работе [15] рентгенографическими методами были исследованы кристаллы LiNbO 3 :B, выращенные из боросодержащей шихты конгруэнтного состава при разных условиях роста [11]. Интересным является тот факт, что концентрация катионов бора в конусной и торцевой частях одного из исследованных в данной работе кристаллов LiNbO 3 :B существенно (~ в 6,5 раз) различается — 14,4-10-4 и 95,4-10-4мас. %, соответственно [11]. При этом сохраняется классическое увеличение концентрации легирующего компонента от конуса к торцу кристалла. Согласно данным масс-спектрометрии [12], концентрация катионов бора в кристаллах LiNbO 3 :B находится на уровне ~ 10-4 мас. %. Для кристалла LiNbO 3 :B (144-10-5 мас. % B в конусе), согласно [11], характерна потеря прозрачности, а также увеличение, по сравнению с кристаллами LiNbO 3 :B, выращенными в одной серии, но при иных параметрах роста, плотности и диаметра дефектов. Это свидетельствует о том, что при переходе в кристалл ниобата лития более ~ 10-4 мас. % бора будет наблюдаться снижение оптического качества такого кристалла. П редставляло интерес исследовать о собенности д еф ек тной структуры кри сталла LiNbO 3 :B (1 4 4 1 0 -5 мас. % B в конусе), содержащего столь высокую концентрацию бора, методом рентгеноструктурного анализа. В таблице приведены уточнённые значения периодов элементарной ячейки (a и c, А), а также структурные параметры, характеризующие распределение катионов металлов (Li, Nb) по кислородным октаэдрам O6, близких по составу к стехиометрическим боросодержащего кристалла LiNbO 3 :B (144-10-5 мас. % B в конусе) и кристалла LiNbOзстех (5,5 мас. % K 2 O), полученного по технологии HTTSSG [15]. Из таблицы видно, что периоды элементарной ячейки (a и c , А) боросодержащего кристалла LiNbO 3 :B (1 4 4 1 0 -5 мас. % B в конусе) больше соответствующих периодов элементарной ячейки кристалла LiNbOзстех (5,5 мас. % K 2 O) на 0,0114 и 0,0307 А соответственно. Столь существенное увеличение периодов элементарной ячейки может быть связано с высокой концентрацией катионов бора, перешедших в структуру кристалла. Вероятно, выбранные параметры роста (см. раздел «Эксперимент») кристалла LiNbO3:B (14410-5 мас. % B в конусе) из боросодержащего расплава конгруэнтного состава были благоприятны для перехода в структуру кристалла большей концентрации катионов бора по сравнению с другими выращенными кристаллами из серии [11]. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 106-112. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 106-112. © Титов Р. А., Кадетова А. В., Токко О. В., Сидоров Н. В., Палатников М. Н., 2023 108