Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №2.

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ УДК 544.652:546.34/.882/.21 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УВЕЛИЧЕНИЯ СПОНТАННОЙ УНИПОЛЯРНОСТИ В ИСХОДНО ПОЛИДОМ ЕННЫХ СИЛ ЬНО ЛЕГИРОВАННЫХ ЦИНКОМ КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИ ТИЯ М. Н. Палатников , О. В. Макарова, Д. В. Иваненко ФГБУН Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева КНЦ РАН Аннотация В исходно полидоменных кристаллах LiNbO 3 :Zn, легированных в области «пороговых» концентраций примеси ~ 4,5-4,7 мол. %, в результате высокотемпературных измерений и высокотемпературного отжига в закороченном состоянии обнаружено возникновение существенной спонтанной униполярности. Эффект существенного увеличения спонтанной униполярности сопровождается проявлением выраженной низкочастотной диэлектрической дисперсии и скачкообразными аномалиями на температурных зависимостях проводимости и диэлектрической проницаемости. При этом величина пьезомодуля d 333 возрастает до значений, близких к максимальным значениям, приводимым в справочной литературе для монодоменизированных номинально чистых кристаллов LiNbO3. Ключевые слова: кристалл ниобата лития, легирование, проводимость, диэлектрическая проницаемость, униполярность, пьезомодуль. RESEARCH OF RISING PROCESSES IN SPONTANEOUS UNIPOLARITY IN ORIGINALLY POLYDOMAIN STRONGLY ZINC DOPED LITHIUM NIOBATE CRYSTALS Mikhail N. Palatnikov, Olga V. Makarova, Dmitry V. Ivanenko I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS Abstract Appearance of high spontaneous unipolarity has been detected in originally polydomain LiNbO3:Zn crystals doped with “threshold” concentrations of the dopant ~ 4,5-4,7 mol % as a result of high-temperature measurements and high-temperature annealing in shortened state. Effect of rise in spontaneous unipolarity is accompanied by appearance of pronounced low- frequency dielectric dispersion and jump-like anomalies on temperature dependences of conductivity and permittivity. At this, the piezomodulus d 333 rises to the values close to the maximum one, available from the literature for nominally pure LiNbO 3 crystals brought to single domain state. Keywords: lithium niobate crystal, doping, conductivity, permittivity, unipolarity, piezomodulus. Введение Кристалл ниобата лития является уникальным материалом, широко используемым в интегральной и нелинейной оптике, оптоэлектронике, лазерной технике, акустооптике и акустоэлектронике [1-5]. Интерес к сильно легированным оксидом цинка кристаллам ниобата лития обусловлен их высокой устойчивостью к оптическому повреждению и возможностью ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2017 (9) 87