Вестник Кольского научного центра РАН № 1, 2024 г.

Рис. 6. Энергия кулоновского взаимодействия (EC, эВ) в зависимости от положения катиона B3+в гранях тетраэдров рассмотренных кластеров [Titov et al., 2023]. По оси абсцисс указаны позиции в кластерах №1, 1.1 и 1.2. Для кластеров №2.1-3.4 позиции соответствуют типу октаэдров (Li'O6- литиевый октаэдр из 1-го слоя и т.д.). ми приведены на рис. 6 [Titov et al., 2023]. Пове­ дение зависимости ECот положения катиона B3+в кластерах №1.1 и 1.2 (EC(1.1) и EC(1.2)) ана­ логично поведению зависимости в кластере №1 (EC(1)), рис. 6. Отличие составляет более высокие (на 4-21 эВ) значения EC(1.1) и EC(1.2) по сравнению с EC(1). Несмотря на это, в кла­ стерах №1.1 и 1.2 (рис. 6) катионы B3+ будут предпочтительней локализоваться в гранях тетраэдров, аналогичных для кластера №1 [Titov et al., 2023]: в близи литиевых (Li'O6, Li''O6), вакантных (V'O6, V"O6) октаэдров, либо в смеж­ ной для двух тетраэдров кислородной грани (O'4-O"4). EC (2.1-3.4) сильно отличается от EC (1), EC (1.1) и EC(1.2), рис. 6. Величина энергии кулонов­ ского взаимодействия в кластерах №2.1-3.4 (до -620 эВ) существенно меньше, чем в кла­ стерах №1, 1.1 и 1.2 (-250-350 эВ) [Titov et al., 2023]. Минимум ECв кластерах №2.1-2.4 соот­ ветствует позиции бора близи отрицатель­ но заряженного точечного дефекта VNb: -582 и -588 эВ в кластерах №2.1 и 2.3, -622 и -623 эВ в кластерах №2.2 и 2.4, соответственно. Для кластеров одинаковой конфигурации, но соответствующих разным кристаллам (№2.1 и 2.3; №2.2 и 2.4; №3.1 и 3.3; №3.2 и 3.4), наблюдаются близкие значения ECв аналогич­ ных позициях (разница не более 13 эВ). Однако в некоторых случаях разница в значениях EC более существенная: V'O6- EC(2.4)-EC(2.2)=22 эВ; О' 4 -О1 1 4- Ec(2.4)-Ec(2.2)=37 эВ; О'4-О''4 - Ec(3.3)- EC(3.1)=19 эВ. При этом минимальные значе­ ния EC принадлежат кластерам кристалла LiNbO3:B(0.02 мол. % B2O3 в шихте) [Titov et al., 2023]. Таким образом, при частном рассмотре­ нии можно заключить, что технология гомо­ генного легирования позволяет сформировать в структуре кристалла LiNbO3:B(0.02 мол. %B2O3 в шихте) наиболее оптимальное взаимное рас­ положение структурных единиц катионной и анионной подрешеток, по сравнению с техно­ логией прямого твердофазного легирования борной кислотой, с применением которой был получен кристалл LiNbO3:B(0.547 мол. % B2O3 в шихте). Полученные нами результаты справедливы исключительно для случая, когда мы рассма­ триваем каждый отдельно взятый кластер. Однако структура реальных кристаллов со­ стоит из большого множества разных класте­ ров, включая кластеры, рассмотренные нами. По этой причине для дополнительной адап­ тации полученных результатов к реальным объектам требуется учесть вклад ECкаждой из рассмотренных нами позиций каждого кластера с учетом коэффициентов заполне­ ния позиций основных катионов (G(Li), G(Nb)) и точечных дефектов (G(NbLi), G(NbV)), табл. 2, а также учесть долю вакантных октаэдров (V) и вакантных октаэдров (VNb), не занятых катио­ ном ниобия [Titov et al., 2023]. Подобный подход 31 Р.А. Титов, А. В. Кадетова, М. В. Смирнов, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников rio.ksc.ru/zhurnaly/vestnik