Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №4.

На рисунке 2 представлены фрагменты спектров монокристаллов ниобата лития различного химического составав области 100-150 см-1. В этой области в спектре номинально чистых кристаллов конгруэнтного состава (R = 0.946) в геометрии рассеяния Х(ZZ)Y (активны фононы Аі(ТО) типа симметрии) наблюдается широкий максимум, расщепленный на два компонента с частотами ~ 103 и 117 см-1, (рис. 2, кривая 4), соответствующий двухчастичным состояниям акустических фононов с суммарным волновым вектором, равным нулю, интенсивность которого почти на два порядка меньше интенсивности дублета (с частотами 255 и 275 см-1), соответствующего полносимметричным фундаментальным колебаниям ионов Nb5+ и Li+ вдоль полярной оси [11-14]. В спектре КРС кристаллов стехиометрического состава, в которых порядок расположения катионов вдоль полярной оси близок к идеальному (Li+, Nb5+, вакантный октаэдр), этот максимум отсутствует (рис. 2, кривая 1 ). При этом в спектре КРС стехиометрического кристалла ширина линий, соответствующих фундаментальным фононам с частотами 255 и 275 см-1, минимальна. Добавление в кристалл стехиометрического состава небольших количеств легирующих добавок нарушает порядок расположения катионов вдоль полярной оси и приводит к появлению малоинтенсивных максимумов 103 и 117 см-1(рис. 2, кривая 3). Внедрение небольших количеств нефоторефрактивных катионов 3 _i 2+ з_|_ (B3+, Mg2+, Zn2+, Gd3+) в структуру кристалла конгруэнтного состава вызывает сначала увеличение по сравнению с номинально чистым кристаллом расщепления максимума в области 100-150 см-1на два компонента — 103 и 117 см-1 (рис. 2, кривая 5). При более сильном легировании эти линии сливаются в максимум с частотой 120 см-1 (рис. 2, кривая 6), интенсивность и ширина которого возрастают с увеличением концентрации легирующей добавки и, соответственно, дефектности кристалла. Этот факт однозначно свидетельствует об упорядочении катионной подрешетки кристалла конгруэнтного состава при определенных сравнительно небольших концентрациях (~ 0.02-0.5 мас. %) некоторых примесей. Рис. 2. Фрагменты спектров КРС монокристаллов ниобата лития различного химического состава в области 100-150 см-1. T = 293 K: 1 — кристалл стехиометрического состава, выращенный методом CZ; 2 — кристалл, близкий по составу к стехиометрическому, выращенный методом HTTSSG; 3 — кристалл стехиометрического состава, легированный Gd3+ (0.001 мас. %); 4 — кристалл конгруэнтного состава; 5 — кристалл конгруэнтного состава, легированный Mg2+ (0.36 мас. %); 6 — кристалл конгруэнтного состава, легированный Gd3+ (0.25) и Mg2+ (0.75 мас. %) Можно констатировать, что максимум в спектре КРС кристалла ниобата лития в области 120 см-1, соответствующий двухчастичным состояниям акустических фононов, чрезвычайно чувствителен к структурному упорядочению катионной подрешетки как номинально чистых, так и легированных кристаллов и, следовательно, является индикатором состояния их дефектной структуры. Отсутствие в спектре КРС максимума в области 120 см-1, очевидно, может быть принято, как экспериментальный критерий соответствия структуры кристалла ниобата лития структуре кристалла стехиометрического состава. Не только легирование, но и любое (даже незначительное) отклонение от стехиометрии приводит к появлению в спектре этого максимума. Так, в работе [8] было установлено, что при выращивании стехиометрических кристаллов ниобата лития методом HTTSSG из расплавов, в которых отношение Li/Nb соответствует составу конгруэнтного плавления (R = 0.946), кристалл с R = 1 может быть получен, если содержание оксида -1 Особенности оптических характеристик монокристаллов ниобата ли ти я . 6 5 4 3 2 1 150 100 50 V, см 102 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html