Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №2.

М. Н. Палатников, О. В. Макарова, Д. В. Иваненко создания оптических преобразователей на периодически поляризованных структурах. Однако при росте таких кристаллов формируются полярные кластеры, образованные локализованными вдоль полярной оси примесными и собственными антиструктурными дефектами, что заметно сказывается на их доменной структуре, проводимости и диэлектрических свойствах. Целью настоящей работы является изучение электрофизических свойств исходно полидоменных сильно легированных оксидом цинка кристаллов ниобата лития (LiNbO 3 :ZnO). Настоящая работа является продолжением системно проводимых в лаборатории материалов электронной техники ИХТРЭМС КНЦ РАН исследований по созданию и изучению свойств перспективных материалов для акусто- и оптоэлектроники на основе ниобата лития. Методика эксперимента Для выращивания сильно легированных кристаллов LiNbO3:ZnO использовали гранулированную шихту с высокой (~ 3,4 г/см3) насыпной плотностью. Шихта получена тщательным смешением Nb 2 O5, ZnO, Li 2 CO 3 с последующим высокотемпературным синтезом- грануляцией [3]. Отношение Li 2 O/Nb 2 O 5 « 0,945 в исходной смеси соответствовало составу конгруэнтного плавления (рис. 1 ). t С 1500 1000 500 а и 108 Т2Ѳ8 \ 'fc. \ 1231 1200 1160 Ш) 1060 \ ю ч ы н - о і 1-11 ■„ 0 го 1 I I -Ш I I I - I V Q § -С к z ? 0 Q. " f j 350 -1 —і И го _J____ 1__ —I____ 1__ 1 I I , i 1 t С 1400 1200 1000 800 600 20 40 60 80 6 - \ . LiNbO Г 7 c j q ' t t i-i j 1 1 1 1 1 LiNbQ, LiNbOi N b 2 0 5 L i 2 0 , мол . % 44 46 48 50 52 Ь ігО , м ол .% Рис. 1. Фазовая диаграмма системы Li 2 O-Nb 2 O 5 (а) и ее фрагмент (б) Рост кристаллов проводили в направлении (001) методом Чохральского из Pt-тиглей в воздушной атмосфере на ростовых установках индукционного типа. Конструкция теплового узла и температурный градиент в тепловой зоне выращивания кристалла LiNbO3:ZnO представлены на рис. 2. Более подробно режимы выращивания кристаллов LiNbO3:ZnO приведены в работе [ 6 ]. С целью снятия термоупругих напряжений все выращенные кристаллы подвергались термической обработке при температуре 1473 К в течение 24 ч. Концентрация цинка в кристалле, определенная методом атомно-эмиссионной спектрометрии на спектрометре Shimadzu ICPS- 9000, составляла ~ 4,5-4,7 мол. % ZnO. Исследования диэлектрических свойств и проводимости кристаллов LiNbO3:ZnO проведены с использованием двухэлектродной измерительной ячейки зажимного типа (диапазон частот 20 Гц — 1 МГц). Для проведения исследований использовался измеритель импеданса Solartron 1260. На подготовленные поверхности образцов, представляющих собой 88 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html