Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Результаты и их обсуждение Легированные кристаллы конгруэнтного состава обладают широкой полосой поглощения на ИК- спектре, состоящей из нескольких перекрывающихся компонентов. Многокомпонентность полос поглощения, соответствующих валентным колебаниям ОН-групп связана с разным расположением атомов водорода в структуре кристалла LiNbO3 [2, 4]. На положение атома водорода влияет отношение R (Li/Nb) и концентрация легирующей примеси. Полосы поглощения, относящиеся к валентным колебаниям ОН-групп, можно разделить на несколько групп по диапазонам частот. К первой группе относятся полосы поглощения с частотой 3465-3490 с м 1, связанные с нарушением стехиометрии кристалла вследствие формирования точечных дефектов VbiNbu. Диапазон частот полос поглощения второй группы на ИК-спектре 3490-3590 см-1 относится к образованию комплексных дефектов (Меш- ОН, МеьгОН-Меш), формирующихся в результате изменения механизма вхождения легирующей примеси в структуру кристалла. К третьей группе с частотой 3100-3450 и 3550-3580 см-1 относятся полосы поглощения, связанные с формированием в структуре легированных кристаллов кислородно- октаэдтрических кластеров. На рисунке приведены спектры ИК-поглощения монокристаллов LiNbOзконг, LiNbO 3 :Cu (0,015 и 0,46 мас. %). Все наблюдаемые нами полосы поглощения имеют одинаковую поляризацию, перпендикулярную сегнетоэлектрической оси Z. В таблице приведены значения параметров линий спектров ИК-поглощения исследуемых кристаллов в области частот, соответствующих валентным колебаниям ОН-групп. Регистрируемые полосы поглощения связаны c отклонением состава кристалла LiNbO3 от стехиометрического, вследствие дефицита катионов Li+ в его структуре [2, 3]. В кристалле конгруэнтного состава отношение R (Li/Nb) меньше единицы. Согласно сплит-модели Li-вакансий, в структуре кристалла LiNbOзконг будут появляться точечные дефекты: отрицательно заряженные ѴьГ (вакансии Li) и положительно заряженные Nbu4+ (катионы Nb, расположенные в позициях катионов Li). Один точечный дефект (Nbu4+) приводит к появлению четырёх вакансий в позициях лития (Vbi ) [5]. Отрицательно заряженный точечный дефект (Vbf) притягивает атом водорода, связанный с атомом кислорода водородной связью, и формирует комплексный дефект Vbi-ОН, на ИК-спектре ему соответствуют полосы поглощения в диапазоне частот 3465-3490 см-1 (см. рис. и табл.). /, OTI 1 . ед. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 73-78. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 73-78. Спектры ИК-поглощения в области валентных колебаний ОН -групп монокристаллов: 1 — Ы№> 0 3 конг; 2 — LiNbO 3 :Cu (0,015 мас. %); 3 — LiNbO 3 :Cu (0,46 мас. %) Медь является фоторефрактивной легирующей добавкой, поскольку под действием света (Cu2+^ C u +) изменяет заряд [6]. Таким образом, кристаллы LiNb 0 3 :Cu (0,015 и 0,46 мас. %) проявляют фоторефрактивную реакцию не только потому, что содержат внутренние дефекты с локализованными © Бочарова И. В., Куншина Г. Б., 2024 75