Вестник Кольского научного центра РАН № 1, 2024 г.

L i N b О N b v V’ li Рис. 3. Структура кластера № 1 (а) и суммарная энергия кулоновского взаимодействия катиона В3+в кластерах № 1 и 2 [Титов и др., 2023], построенных на основе рентгеноструктурных данных кристалла LiNbO3:B(144-10-5мас. %B в конусе) [Сидоров, Кадетова и др., 2022], а также в кластере сравнения № 3 [Sidorov, Titov et al., 2021] (б) LiNbO3:B(144-10-5мас. %Bв конусе). Величина сте­ хиометрии кристалла LiNbO3:B(144-10-5мас. % B в конусе), рассчитанная с учетом коэффициен­ тов заполнения позиций основных катионов металлов (G(Li), G(Nb)) и точечных дефектов структуры (G(NbV)), составила =0.96 [Титов и др., 2023], что свидетельствует о приближении со­ става данного боросодержащего кристалла к стехиометрическому составу. В работах [Сидоров, Кадетова и др., 2022; Титов и др., 2023] был обнаружен практически важный факт: в кристалле LiNb03:B(144-10-5 мас. % B в конусе) полностью отсутствуют дефекты NbLi. Необходимо отметить, что по­ добного исчезновения дефектов NbLi при леги­ ровании ниобата лития катионами металлов можно достичь при значительно больших кон­ центрациях допирующих примесей (3-5 мол. % MeO, где Me - Mg, Zn) [Сидоров и др., 2003]. При столь высоких концентрациях легирующих металлов Ме структура кристалла является существенно композиционно неоднородной. Но и в структуре кристалла LiNb03:B(144-10-5 мас. % B в конусе) были обнаружены дефекты NbV в виде катионов ниобия, локализованных в вакантных октаэдрах структуры кристалла. Присутствие в структуре кристалла LiNb03:B(144-10-5мас. % B в конусе) точечных де­ фектов NbVне только нарушает правильное че­ редование основных катионов (Li, Nb) и вакан­ сий (V) вдоль полярной оси кристалла, но также вносит избыточный положительный заряд (+5) в структуру ниобата лития. Для оценки осо­ бенностей локализации катионов бора вблизи точечных дефектов NbV в структуре исследуе­ мого боросодержащего кристалла на примере фрагмента его структуры нами был рассмотрен кластер, состоящий из шести кислородных ок­ таэдров (Li'O6, Nb'O6, V'O6, Li"O6, Nb''O6, V''O6) и фор­ мируемых ими двух тетраэдрических пустот (O'4 и O"4). Наличие в кристалле LiNb03:B(144-10-5мас. % B в конусе) структурного дефекта NbV, табл. 1, определило выбор модели для описания осо­ бенностей локализации точечных собственных дефектов в исследуемом боросодержащем кристалле ниобата лития - сплит-модели (M5 [Кузьминов, 1987; Zotov et al., 1994]), совмещаю­ щей модель литиевых вакансий (M1 [Lerner et al., 1968; Zotov et al., 1994]) и модель заполнения пустых октаэдров (M3 [Кузьминов, 1987; Zotov et al., 1994]). Вработе [Титов и др., 2023] были рас­ смотрены два различных заполнения класте­ ров: кластер №1 (рис. 3а), в котором дефект NbV локализован в нижней кислородной плоскости, а дефект VLi - в верхней; кластер № 2, в котором дефект VLi локализован в нижней кислородной плоскости, а дефект NbV - в верхней. Также был рассмотрен кластер сравнения №3 (рис. 1) [Sidorov, Titov et al., 2021], впервые смоделиро­ ванный нами для расчета энергии кулоновского 27 Р.А. Титов, А. В. Кадетова, М. В. Смирнов, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников rio.ksc.ru/zhurnaly/vestnik