Труды КНЦ. Технические науки.

Научная статья УДК 66.017, 535.37 doi:10.37614/2949-1215.2026.17.2.010 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КРИСТАЛЛОВ LiNbO 3 :Er (0,97 мас. %) И LiNbO 3 :Gd (0,05 мас. % ) ПО ИК-СПЕКТРАМ ПОГЛОЩЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЧАСТОТ ВАЛЕНТНЫХ КОЛЕБАНИЙ АТОМОВ ВОДОРОДА ГИДРОКСИЛЬНЫХ ГРУПП ОН Любовь Александровна Бобрева1, Николай Васильевич Сидоров2, Михаил Николаевич Палатников 3 1-3Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия 4.bobreva@ksc.rn, https://orcid.org/0000-0001-5367-295X 2n.sidorov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0003-1075-7421 3m.palatnikov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-9686-0563 Аннотация Методом ИК-спектроскопии поглощения в области частот валентных колебаний ОН--групп исследованы кристаллы LiNbO3:Er (0,97 мас. %) и LiNbO3:Gd (0,05 мас. %). Установлено, что вхождение легирующей примеси гадолиния приводит к существенной деформации кислородного октаэдра О6 структуры кристалла из-за большого ионного радиуса катиона Gd3+и увеличения длин О-О связей. При этом ИК-спектр кристалла LiNbO3:Gd (0,05 мас. %) обнаруживает существенный сдвиг в длинноволновую область вследствие образования комплексного дефекта GdLi2+-ОН-GdNb2-. ИК-спектры кристаллов LiNbO3:Er (0,97 мас. %) и LiNbOзконг хорошо совпадают. Расчет объемной концентрации ОН--групп показал наименьшее значение для кристалла LiNbO3:Er (0,97 мас. %) и наибольшее для кристалла LiNbO3:Gd (0,05 мас. %), что обусловлено разным механизмом вхождения легирующих катионов Er и Gd в структуру кристалла. Ключевые слова: ниобат лития, монокристалл, ИК-спектры, ОН--группы, редкоземельный элемент, комплексный дефект Для цитирования: Бобрева Л. А., Сидоров Н. В., Палатников М. Н. Исследование структурных особенностей кристаллов LiNbO3:Er (0,97 мас. %) и LiNbO3:Gd (0,05 мас. %) по ИК-спектрам поглощения в области частот валентных колебаний атомов водорода гидроксильных групп ОН // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2026. Т. 17, № 2. С. 104-109. doi:10.37614/2949-1215.2026.17.2.010 Original article INVESTIGATION OF THE STRUCTURAL FEATURES OF CRYSTALS LiNbO3:Er (0.97 WT. %) AND LiNbO3:Gd (0.05 WT. % ) FROM INFRARED ABSORPTION SPECTRA IN THE REGION OF VALENCE VIBRATIONS OF ON-GROUPS Lyubov A. Bobreva1, Nikolay V. Sidorov2, Mikhail N. Palatnikov 3 1-3Tananaev Institute o f Chemistry — Subdivision of the Federal Research Centre "Kola Science Centre o f the Russian Academy o f Sciences" (ICT KSC RAS), Apatity, Russia 1l.bobreva@ksc.ru, https://orcid.org/0000-0001-5367-295X 2n.sidorov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0003-1075-7421 3m.palatnikov@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0001-9686-0563 Abstract LiNbO3:Er(0.97 wt.%) and LiNbO3:Gd(0.05 wt.%) crystals were studied by IR absorption spectroscopy in the region of OH'-group stretching vibrations. It was found that the incorporation of gadolinium dopant leads to a significant deformation of the oxygen octahedron due to the large ionic radius of the Gd3+cation and an increase in the O-O bond lengths. The IRspectrum shows a shift to the long-wavelength part ofthe spectrum and absorption bands with a frequency of 3524 and 3535 cm-1, corresponding to the Gdu2+-OH-GdNb2- complex defect. Calculation of the volume concentration of OH’-groups showed the lowest value for LiNb03:Er(0.97 wt.%) and the highest for the LiNb03:Gd(0.05 wt.%) crystal, due to different mechanisms of incorporation of doping cations into the crystal structure. Keywords: lithium niobate, single crystal, IR spectra, OH groups, rare earth element, complex defect For citation: Bobreva L. A., Sidorov N. V., Palatnikov M. N. Investigation of the structural features of crystals LiNbO3:Er (0.97 wt. %) and LiNbO3:Gd (0.05 wt. %) from infrared absorption spectra in the region of valence vibrations of ON-groups // Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 2. P. 104 109. doi:10.37614/2949-1215.2026.17.2.009

Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 2