Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

LiNbO 3 :Zn:Mg есть несколько типов центров люминесценции NbO6 групп. Энергетическая структура их уровней должна зависеть от ионного и дефектного окружения во второй и более координационных сферах, а также от локализации Nb5+в катионной подрешетке кристалла. Далее приведены результаты исследования люминесценции при возбуждении в полосе 280 нм. На рисунке, б представлены спектры фотолюминесценции кристаллов LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %) и LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %) при возбуждении в полосе 280 нм, которая связана с поглощением собственных центров свечения NbO6 групп. Контур спектра является неоднородным из-за слабого люминесцентного сигнала при комнатной температуре. Широкая люминесцентная полоса с максимумом при 475 нм наблюдается в обоих спектрах фотолюминесценции исследуемых образцов. Интенсивность люминесценции зависит от концентрации легирующей примеси, то есть увеличение концентрации Zn с 3,91 до 4,48 мол. % и Mg с 1,01 до 1,04 мол. % приводит к увеличению интегральной интенсивности на 22 % (см. рис., б ). Данное увеличение характерно для длинноволнового хвоста люминесценции (см. рис., б). В кристалле конгруэнтного состава (R=0,946) основной вклад в люминесцентный сигнал (полоса при 520 нм) вносят дефектные центры люминесценции NbbO [8]. Однако увеличение концентрации Mg и Zn должно приводить к уменьшению содержания дефектов NbLi и, как следствие, интенсивность люминесценции должна уменьшаться. В случае с исследуемыми объектами этого не наблюдается (см. рис., б). Ранее было установлено, что увеличение концентрации легирующей примеси (Zn, Mg) приводит к увеличению интенсивности люминесценции вплоть до концентраций MgO = 5 мол. % и ZnO = 7 мол. %, при которых происходит ее «насыщение» [11]. В случае с кристаллами LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %) и LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %) концентрация как цинка, так и магния не доходит до уровня индивидуальных концентрационных порогов «насыщения» люминесценции. Однако, можно предположить, что общая (Zn + Mg) концентрация 4,92 мол. % для кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %) находится до области «насыщения», а концентрация 5,52 мол. % для кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %), наоборот, находится в области «насыщения». В данном контексте под областью «насыщения» подразумевается концентрация MgO > 5 мол. % [11]. Возбуждение люминесценции в полосе 315 нм приводит к значительному увеличению интенсивности люминесценции с максимумом при 472 нм для обоих кристаллов (см. рис., б.) Если при возбуждении в полосе 280 нм наибольшей интенсивностью обладал спектр кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %), то при возбуждении в полосе 315 нм, наоборот, наибольшая интенсивность спектра люминесценции характерна для кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %). Таким образом, при возбуждении в полосе 315 нм уменьшение концентрации легирующих примесей приводит к увеличению интенсивности свечения. Так как возбуждение происходит в полосе NbLiO6 центров, то в кристалле LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %) люминесценция NbbO центров больше относительно кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %) за счет большей концентрации легирующей примеси в последнем образце и, как следствие, большей концентрации дефектов Nbu в первом образце. Выводы Проведено исследование люминесцентных свойств кристаллов LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %) и LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %), полученных по разным технологиям. Установлено, что спектр их возбуждения состоит из трех полос возбуждения (281, 296 и 315 нм) люминесценции при 472 нм, которые связаны с различными центрами люминесценции. УФ-смещение положения полосы при 315 нм с ростом легирующих элементов указывает на увеличение стехиометрии кристалла LiNbO 3 :Zn:Mg (4,48:1,04 мол. %) по сравнению с кристаллом LiNbO 3 :Zn:Mg (3,91:1,01 мол. %). Селективное возбуждение люминесценции позволило выяснить, что по мере увеличения концентрации легирующей примеси происходит увеличение интенсивности свечения на 22 % в видимой области при возбуждении в полосе собственного поглощения NbO6 групп (^возб = 280 нм). Наибольшая интенсивность свечения наблюдается в обоих кристаллах при возбуждении длиной волны 315 нм, Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 115-120. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 115-120. © Смирнов М. В., Титов Р. А., Маслобоева С. М., Палатников М. Н., 2025 118