Труды КНЦ (Технические науки вып. 5/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 5. С. 12-17. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 5. P. 12-17. Результаты и их обсуждение В кристаллах ниобата лития имеются три длины связи O-O (272, 288 и 336 пм), на которых может располагаться атом водорода [11]. Различия в длинах связей зависят от состава кристалла, а также от степени искажения кислородных октаэдров Об основными и легирующими катионами [6]. Соответственно, в ИК-спектре кристалла LiNbO 3 будут проявляться несколько полос поглощения в области валентных колебаний ОН-групп, которые можно разделить на несколько групп. К первой группе можно отнести полосы поглощения с частотой в диапазоне 3465-3488 с м 1, связанные с нарушением стехиометрии (R = 1) кристалла. Отклонение от стехиометрии изменяет катионную подрешетку кристалла, а также приводит к изменению его вторичной (дефектной) структуры (формирование точечных структурных дефектов — Nbu и Vl;) [4, б]. Более того, кислородная подрешетка кристаллов ниобата лития также не всегда совершенна и стабильна, о чем свидетельствует испарение оксида лития с поверхности расплава при выращивании кристалла, дефицит кислорода в пентаоксиде ниобия и др. [1-3]. Согласно модели литиевых вакансий, структура дефектного комплекса состоит из точечного дефекта Nbu, окруженного тремя близрасположенными точечными дефектами Ѵи, и точечного дефекта VLi, связанного с гидроксильной группой OH- [6]. Отрицательно заряженный точечный дефект (VlO- притягивает атом водорода, связанный с атомом кислорода водородной связью, который располагается на длинных O-O связях (336 пм) [6, 11]. Это приводит к формированию комплексного дефекта (Ѵи-ОН) в кристалле LiNbO 3 . Основная полоса поглощения при 3466 см-1 характерна для стехиометрического кристалла (50 мол. % Li 2 O) (рис., кривая 1). Полосы поглощения в диапазоне частот 3480-3488 см-1 связаны с точечными дефектами, обусловленными отклонением стехиометрии от 1. В кристаллах LiNbOзстех и LiNbOзстех (6,0 мас. % K 2 O), выращенных из расплавов с содержанием 58,6 мол. % Li 2 O и примерно 58,0 мол. % щелочного компонента (48,6 мол. % Li 2 O + 9,3 мол. % K 2 O) соответственно, регистрируются только три относительно узкие полосы поглощения с частотой 3465, 3480 и 3488 см-1 (рис., кривые 2-3). Для кристалла конгруэнтного состава комплексным дефектам (Vli-ОН) на ИК-спектре в области валентных колебаний водородной связи соответствуют полосы поглощения с частотой 3470, 3483 и 3486 см-1 соответственно (рис., кривая 4). I, ота. ед. I / 3488 I; '! 'I II 3480 3465 "\ IЛ;' !i I' II ' 3480 34(16 3400 3500 3600 3700 ѵ, с I, огн. ед. 35 S5 3535 г \ 3470\ 3400 3483 34S6 3500 3600 3700 6 3 5 2 4 1 Спектры ИК-поглощения в области валентных колебаний ОН -групп монокристаллов LiNbO3: 1 — LiNbOзстех (12,1 мас. % K 2 O) [6]; 2 — LiNbOзстех; 3 — LiNbOзстех (6,0 мас. % K 2 O); 4 — LiNbOзконг; 5 — LiNbO3 :Mg (5,29 мол. % MgО); 6 — LiNbO3 :Gd(0,003) :Mg (0,65 мас. %) © Бобрева Л. А., Титов Р. А., 2023 14