Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №2.

Спектры ИК-поглощения кристалла LiNbO3:Mg (5,05 мол. %):Fe(0,009 мол. %)... существенно преобладающим (практически единственным) электроотрицательным центром. Таким образом, треугольник ионов кислорода в плоскости нормали к диполю MgLi-MgNb является благоприятным местом для расположения протонов, образуя комплекс MgLi-ОН-MgNb. С другой стороны, когда треугольник ионов кислорода находится перпендикулярно к диполю MgLi-MNb, он также является благоприятным местом для расположения протонов. В результате появление комплекса MgLi-ОН-MNb приводит к появлению новой полосы поглощения в области валентных колебаний ОН-групп в пределах 3500-3535 см-1 [20-21]. Заключение Обнаружено, что в спектрах ИК-поглощения кристаллов LiNbO^Hrp и LiNbO3:Mg (5,05 мол. % ):Fe (0,009 мол. %) в области валентных колебаний ОН-групп проявляются три полосы поглощения, что свидетельствует о разных позициях ОН-групп в кристалле и о разных значениях квазиупругих постоянных связей водорода с атомом кислорода в вакантных октаэдрах и в октаэдрах, занятых основными (Li+, Nb5 ) и легирующими катионами Mg2+ и Fe3+. Обосновано, что полосы поглощения 3506 и 3526 см-1 в области валентных колебаний ОН-групп вызваны появлением комплексного дефекта вида Mg-ОН-М, а полоса поглощения с частотой 3535 см-1 относится к гидроксильным колебаниям Mg-ОН комплекса. Распределение интенсивностей линий в ИК-спектре кристалла LiNbO3:Mg (5,05 мол. % ):Fe (0,009 мол. %) можно объяснить вытеснением катионами Mg дефектов NbLi при приближении содержания Mg к пороговой концентрации (~ 5,5 мол. %). Обнаружено, что ИК-спектр поглощения кристалла LiNbO3:Mg (5,05):Fe (0,009 мол. %) (после отжига) и LiNbO3:Mg (5.05):Fe (0,009 мол. %) в области валентных колебаний ОН-групп существенно (примерно на 50 см-1) сдвинут в высокочастотную область по сравнению с ИК-спектром номинально чистого конгруэнтного кристалла LiNbO 3 . ЛИТЕРАТУРА 1. Hydrogen in lithium niobate / J. M. Cabrera [et. al.] // Advances in Physics. 1996. Vоl. 45, №. 5. P. 349-392. 2. Growth, defect structure, and THz application of stoichiometric lithium niobate / K. Lеngyel [et al.] // Appl. Phys. Rev. 2015. Nо. 2. Р. 040601-040628. 3. Correlation of Reduction in Optically Induced Refractive-Index Inhomogeneity with OR Content in LiTaO 3 and LiNbO 3 / R. G. Smith [et al.] // J. Appl. Phys. 1968. №. 39. 4600. 4. Influence of the dopant concentration on the OH- absorption band in Fe-doped LiNbO 3 single-crystal fibers / M. Cochez [et al.] // Optical Materials. 2003. 21. P. 775-781. 5. Kovacs L., Foldvari L. EMIS Datareviews // Series Properties of lithium niobate (INSPEC). London, 1989. No. 5. P. 189. 6. Infrared absorption study of the OHvibrational band in LiNbO 3 crystals / L Kovacs [et al.] // J. Phys. Chem. Solids. 1991. Vоl. 52. No. 6. P. 797-803. 7. Weber G., Kapphan S., Wohlecke M. // Phys. Rec. 1986. Vоl. 34, 8406. 8. Forster A., Kapphan S. and Wohlecke M. Overtone Spectroscopy of the OH and OD Stretch Modes in LiNbO 3 // Phys. Status Solidi. 1987b. 143, 755. 9. OH-absorption spectra in doped lithium niobate crystals / Y. Kong [et al.] // Phys. Let. A. 1994. 196. P. 128-132. 10. Acta Phys. Sin. / Feng Xiqi [et al.]. 1988. 37. 2062. 11. Bollmann W., S^hr H. Incorporation and mobility of OH-ions in LiNbO 3 crystals // J. Phys. Status Solidi. 1977 (a). 39. 477. 12. Палатников М. Н., Сидоров Н. В., Калинников В. Т. // Цв. мет. 2000. № 10. С. 54-60. 13. Синтез и исследование строения оксида ниобия(Ѵ), легированного катионами Mg2+и Gd3+/ С. М. Маслобоева [и др.] // ЖНХ. 2011. Т. 56. № 8. С. 1264-1268. 14. Влияние способа приготовления твердых прекурсоров Nb 2 O 5 :Mg на характеристики полученных на их основе кристаллов LiNbO 3 :Mg / М. Н. Палатников [и др.] // ЖНХ. 2014. Т. 59. № 3. С. 318-322. 15. Палатников М. Н, Сидоров Н. В., Калинников В. Т. Сегнетоэлектроические твердые растворы на основе оксидных соединений ниобия и тантала. СПб.: Наука, 2002. 16. Оптические свойства кристаллов —LiNbO 3 :Mg( 5,21) и LiNbO 3 :Mg (5,05):Fe (0,009) мол. %/ Н. В. Сидоров [и др.] // Оптика и спектроскопия. 2014. Т. 116. С. 288-305. 17. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны / Н. В. Сидоров [и др.]. М.: Наука, 2003. 18. Arizmendi L., Ambite E. J., Plaza J. L. Analysis of the OH-binding energy in lithium niobate crystals // Optical Materials. 2013. 35. P. 2411-2413. 19. On the lattice site of trivalent dopants and the structure of Mg2+-OH-M3+defects in LiNbO 3 :Mg crystals / L. Kovacs [et al.] // J. Phys: Condens. Matter. 1993. 5. P. 781-794. 20. An infrared absorption band caused by OH- ions in a LiNbO 3 :Mg, Cr crystal / L Kovacs [et al.] // Phys Lett., 133A. 1988. 433. 21. OH-related defects in LiNbO 3 : Mg, M(M= Nd, Cr, Ti, Mn) crystals / L. Kovacs [et al.] // J. Phys Chem. Solids. 1990. 51. 417. 22. Kovacs L., Foldvari I., Polgar K. Characterization of LiNbO 3 crystals resistant to laser damage // Acta. Phys. Hung. 1987. 61. 223. 23. Infrared absorption study of OH- in LiNbO 3 :Mg and LiNbO 3 :Mg:Fe crystals / Wang Hong [et al.] // Phys. Stat Sol. 1990a.118. k47. ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2017 (9) 37