Вестник Кольского научного центра РАН №2, 2021 г.

Вестник КНЦ РАН 2/2021 (13) НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЕ СТАТЬИ DOI: 10.37614/2307-5228.2021.13.2.002 УДК 535:361:456.34:882 НОВЫЙ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СТЕХИОМЕТРИИ И СТРУКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА НЕЛИНЕЙНО­ ОПТИЧЕСКОГО КРИСТАЛЛА НИОБАТА ЛИТИЯ Р.А. Титов, Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, В.М. Воскресенский, И.В. Бирюкова, М.Н. Палатников Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН Выполнено обобщение экспериментальных и теоретических данных влияния флюса В 2 О 3 на систему кристалл-расплав, структурные особенности и оптические свойства кристалла ниобата лития. Рассчитаны значения свободной энергии Гиббса образования примесей боратов (AUB 2 O 9 , CaB2O4, CaB4O7, Ca 2 B 2 Os, Ca3B2O6, PbB2O4) в шихте ниобата лития конгруэнтного состава. Установлено, что элемент бор, являясь активным комплексообразователем, в составе флюса В 2 О 3 выравнивает коэффициенты распределения лития (KLi) и ниобия (KNb), а также способен препятствовать переходу следовых количеств примесных металлов в структуру кристалла ниобата лития. Встраиваясь в грани тетраэдрических пустот структуры кристалла в следовых количествах (410-4мол.%), бор повышает структурное упорядочение катионной подрешетки и искажает анионный каркас кристалла, тем самым изменяя длину связей О-О кислородных октаэдров О6, что приводит к изменению поляризуемости кислородно-октаэдрических кластеров NbO6, определяющих нелинейно-оптические и сегнетоэлектрические свойства кристалла. Ключевые слова: ниобатлития, флюс, оксид бора, В 2 О 3 , шихта, комбинацион­ ное рассеяние света, инфракрасное поглощение, изобарно­ изотермический потенциал A NEW METHOD OF THE STOICHIOMETRY INCREASE OF THE LITHIUM NIOBATE NONLINEAR-OPTICAL CRYSTAL R.A. Titov, N.V Sidorov, N.A. Teplyakova, V.M. Voskresenskiy, I.V. Birukova, M.N. Palatnikov Tananaev Institute of Chemistry and Technology of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences Experimental and theoretical data on the influence of В 2 О 3 flux on the crystal-melt system, the structural features, and the optical properties of a crystal of lithium niobate are summarized. The Gibbs energies of the borate impurities formation (AUB 2 O 9 , CaB2O4, CaB4O7, Ca 2 B 2 Os, Ca3B2O6, PbB2O4) in a congruent composition charge of lithium niobate are calculated. It was found that the element boron, as an active complexing agent, in the composition of the В2О3 flux aligns the distribution coefficients of lithium (KLi) and niobium (KNb). Also, the element boron is able to prevent the transition of trace amounts of impurity metals into the structure of a lithium niobate crystal. Boron increases the ordering of structural units of the cation sublattice and distorts the anionic framework of the crystal. This is due to the fact that boron is embedded in the tetrahedral voids faces of the crystal structure in trace amounts (410-4 mol.%). This leads to changes in bond lengths O-O of the oxygen octahedra Об, thereby changing polarizability oxygen-octahedral cluster NbO6, determining nonlinear optical and ferroelectric properties of the crystal. Keywords: Lithium niobate, flux, boron oxide, В 2 О 3 , charge, Raman light scattering, infrared absorption, isobaric- isothermal potentials. 16