Вестник Кольского научного центра РАН №2, 2021 г.

ного избыточного положительного заряда в рассматриваемом фрагменте структуры, как минимум на соответствующую концентрацию катионов В3+, встроившихся в грани тетраэдри­ ческих пустот структуры кристалла LiNbO3:B [Сидоров и др., 2021; Титов и др., 2021]. Образо­ вание группы [BOs]3-объясняется подходящим ионным радиусом катиона бора, удовлетворя­ ющим размерам тетраэдрических пустот, фор­ мируемых анионной подрешеткой кристалла. Наличие катионов бора в составе группы [BOs]3- способствует изменению длины связей О-О кислородных октаэдров Об, что сказывается на наиболее выгодном (характерном для идеаль­ ного кристалла стехиометрического состава) распределении катионов Li+ и Nb5+вдоль поляр­ ной оси кристалла. Разнообразие кристаллохимии оксидных соединений бора определяется возможно­ стью существования атома в гибридизации двух видов — sp2- и sp3-, которым соответству­ ют [BOз]3--треугольники и [BO4]5--тетраэдры соответственно [Беккер, 2015]. В основном состоянии атом бора обладает двумя вакант­ ными p -орбиталями, благодаря которым, посредством образования донорно-акцеп- торного взаимодействия, координационное число бора может увеличиться с III до IV. В ра­ боте [Шукшин и др., 2020] методом спектро­ скопии КРС в диапазоне температур 300-1200 К провели исследование структуры распла­ вов и стекол боратов лития разного соста­ ва (xLi 2 O-yB 2 Os) и установили, что при росте температуры наблюдается увеличение тре­ хвалентного бора, в то время как доля четы­ рехвалентного - уменьшается. Эти данные хорошо согласуются с результатами работ по моделированию размещения катионов бора в гранях тетраэдрических пустот структуры кристаллов LiNbOs:B в составе группы [BOs]3- [Сидоров и др., 2021; Титов и др., 2021]. Применение методов КРС в области ко­ лебаний катионов металлов кислородных октаэдров (200-300 см-1) и колебаний атомов кислорода кислородных октаэдров (500­ 900 см-1), а также инфракрасной спектроско­ пии поглощения (ИК-спектроскопия) в об­ ласти валентных колебаний гидроксильных групп для анализа тонких структурных осо­ бенностей монокристаллов ниобата лития позволяет сформировать наиболее полную картину вторичной структуры кристалла. Метод ИК-спектроскопии в области валент­ ных колебаний ОН-групп позволяет оценить отношение Li/Nb, концентрацию в кристал­ ле точечных дефектов NbLi и VLi и характер образующихся комплексных дефектов с ОН-группами. Наличие гидроксильных групп в ниобате лития обусловлено выращиванием кристаллов в воздушной атмосфере [Cabrera et al., 1996; Lengyel, et al., 2015]. Атомы водо­ рода чрезвычайно чувствительны к измене­ нию кристаллического поля, а их положение оказывает заметное влияние на распределе­ ние зарядов в кристалле. Отметим, что при­ сутствие OH-групп в структуре кристалла LiNbOs повышает проводимость и эффект фоторефракции, а также понижает величи­ ну коэрцитивного поля [Lengyel, et al., 2015; Fontana, Bourson, 2015]. От состава кристалла, его стехиометрии, технологических этапов вы­ ращивания, химической природы и концентра­ ции легирующей примеси зависят количество и параметры линий в области 3450-3550 см-1, соответствующие валентным колебаниям ОН- групп. Для кристалла ниобата лития стехио- метрического состава, отличающегося вы­ сокой степенью структурного совершенства и низкой концентрацией дефектов NbLi, в об­ ласти валентных колебаний гидроксильных групп наблюдается одна полоса поглощения с частотой 3466 см-1 [Polgar et al., 1997; Lengyel et al., 2015]. При анализе кристалла конгруэнт­ ного состава уже проявляются три полосы по­ глощения с частотами 3466, 3481 и 3489 см-1 [Kong et al., 1999]. Согласно работе [Lengyel, et al., 2015], кристалл стехиометрического со­ става можно рассмотреть как кристалл, ле­ гированный катионами ниобия. В таком кри­ сталле будут присутствовать комплексные дефекты NbNb-OH, соответствующие полосе поглощения с частотой 3465 см-1. В спектре кристалла стехиометриче­ ского состава, выращенного из расплава 58.6 мол.% Li 2 O, ширины линий с частотами 3465, 3480 и 3488 см-1, соответствующие ва­ 23 Р.А. Титов, Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, В.М. Воскресенский, И.В. Бирюкова, М.Н. Палатников rio.ksc.ru/zhurnaly/vestnik