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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 83-87. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 83-87. от структур кристаллов ниобата и танталата лития. Именно для этой промежуточной разупорядоченной структуры характерен колебательный спектр второго порядка в диапазоне 900-2000 см-1 и наблюдается нелинейная зависимость от состава основных параметров спектральных линий — частоты, ширины, интенсивности и параметра формы [3, 4]. При этом крайние соединения в системе твёрдых растворов LiNbxTa 1 -xO 3 (кристаллы LiNbO3 и LiTaO3) изоморфны и характеризуются пространственной группой симметрии C63V (R3c) с двумя формульными единицами в элементарной ячейке. То есть при переходе (при изменении х) от структуры LiTaO3 к структуре LiNbO3 структурного фазового перехода не наблюдается. Исследования по спектрам КР серии керамических твёрдых растворов LiуTal-уOз с составами в пределах области гомогенности (48,5, 48,7, 49,0, 49,1, 49,3, 49,5, 50,5, 50,8, 51,0, 51,2 и 51,4 мол. % Li 2 O) показывают, что для них, как и для системы твёрдых растворов LiNbxTa 1 -xO 3 , в диапазоне 900-2000 см-1характерно проявление спектра второго порядка. Однако нелинейность в поведении основных параметров спектральных линий первого порядка, наблюдаемая с изменением х для системы твёрдых растворов LiNbxTa 1 -xO 3 [3], в твёрдых растворах LiуTal-уOз не наблюдается. Причем в спектре КР керамик LiуTal-уOз указанных выше составов, как и в спектре керамик LiNbxTa 1 -xO 3 с 0,4 < х < 0,6, присутствуют две линии с частотами, превышающими точное значение обертона (864 х 2 = 1728 см-1) моды 4A1(z), соответствующие бифононам. Пики в спектрах КР второго порядка в диапазоне 900-2000 см-1, соответствующие обертонным процессам, полученные при возбуждении линией 785 нм, были обнаружены нами также в монокристаллах ниобата и танталата лития одинарного легирования LiNbO 3 :Tb (2,24 мас. %), LiTaO3:Cr(0,005 мас.%), танталата лития двойного легирования LiTaO 3 :Cr (0,2):Nd (0,45 мас. %) [4-6]. Причем, как и для керамических твёрдых растворов LiNbxTa 1 -xO 3 и LiуTal-уOз, при возбуждении лазерной линией 532 нм спектры второго порядка указанных выше монокристаллов в диапазоне 900-2000 см-1 не наблюдаются. Зарегистрированные при возбуждении лазерным излучением ближней ИК-области (785 нм) линии спектра КР второго порядка данных кристаллов расположены на фоне широкого люминесцентного гало с максимумом при ~ 1250 см-1. Данные линии КР поляризованы и проявляются только в геометрии рассеяния X( zz, zy ) X . Наличие полосы фотолюминесценции в исследованных кристаллах в ближней ИК-области может быть обусловлено центрами свечения в виде точечных дефектов Tbu, Ndu, CrTa, Cru и др., а также наличием дефектов в виде поляронов малого радиуса Tau и более сложных биполяронных связок в виде Nbu-NbNb, Tau-Taia. Появление колебательного спектра второго порядка в исследованных монокристаллах и керамиках можно объяснить на основе общей теории связанных состояний квазичастиц. Согласно работам [5, 7, 8-10], плотность двухфононных состояний р 2 (<й) в кристаллах можно вычислить с использованием однофононных функций Грина по формуле: р 2 ( т ) =- Im 2 f (с 1 - X J ( а ) где ^ 4 — безразмерный параметр ангармонизма, а f (а) =b\ ^ ^ “+a du =^ 3 [ ^ - Пользуясь этими формулами и методикой, изложенной в работах [5, 7], нами были рассчитаны обертонные состояния полносимметричной моды 4A1(z) в исследованных кристаллах и керамических твёрдых растворах. Список источников 1. Anikiev A. A., Sidorov N. V., Palatnikov M. N., Umarov M. F., Anikieva E. N. Parametrization of nonstoichiometric niobate crystals with different states of defectivity // Optical materials. 2021. V. 111. P. 110729. 2. Сидоров Н. В., Волк Т. Р., Маврин Б. Н., Калинников В. Т. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны. М.: Наука, 2003. 256 с. 3. Сидоров Н. В., Палатников М. Н., Теплякова Н. А., Бирюкова И. В., Титов Р. А., Макарова О. В., Маслобоева С. М. Монокристаллы ниобата и танталата лития разного состава и генезиса. М.: РАН, 2022. C. 288. 4. Sidorov N., Palatnikov M., Pyatyshev A., Sverbil P. Second-order Raman scattering in ferroelectric ceramic solid solutions LiNbxTa 1 -xO 3 // Crystals. 2022. V. 12. P. 456-467. © Сидоров Н. В., Пятышев А. Ю., Свербиль П. П., Скрабатун А. В., Палатников М. Н., 2023 86