Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 2 » Статья стр. 296
<<<>>>
Особенности дефектной структуры нелинейно-оптических монокристаллов LiNbO3:Zn:Mg
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке правительства Мурманской области научно- исследовательских проектов молодых ученых (№ 35 от 31 января 2025 г.) и в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (регистрационный номер FMEZ-2025-0055).
Титов Р.А.1, Бобрева Л.А.1, Смирнов М.В.1, Крылов А.С. 2, Втюрин А.Н. 2, Палатников М.Н.1, Бирюкова И.В.1, Маслобоева С.М.1, Теплякова Н.А.1, Габаин А.А.1, Сидоров Н.В.1
1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр РАН", Апатиты, Мурманская обл., Россия
2Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
Email: shusy@iph.krasn.ru, vtyurin@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 19 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 15 октября 2025 г.
Принята к печати: 18 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 5 января 2026 г.
PDF версия
Методами спектроскопии комбинационного рассеяния света, ИК-спектроскопии в области валентных колебаний OH-групп, фотоиндуцированного рассеяния света и лазерной коноскопии исследованы особенности дефектной структуры нелинейно-оптических монокристаллов двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg(3.91:1.01 mol.% ZnO и MgO) и LiNbO3:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO), выращенных методом Чохральского из шихты различного генезиса. Показано, что кристаллы являются химически и оптически однородными, обладают низким эффектом фоторефракции. Анализ поведения линии спектра комбинационного рассеяния света с частотой 120 cm-1 показал, что кристалл LiNbO3:Zn:Mg(3.91:1.01 mol.% ZnO и MgO) обладает более совершенной катионной подрешеткой. В ИК-спектре кристалла LiNbO3:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO) обнаружены линии (3498-3548 cm-1), соответствующие валентным колебаниям атомов водорода в гидроксильных группах комплексных дефектов ZnNb3--OH и MgLi+-MgNb3--OH. Данные линии смещены в длинноволновую область спектра, что свидетельствует о проявлении пороговых эффектов в кристалле LiNbO3:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO) при повышении концентрации цинка от 3.91 mol.% до 4.48 mol.% и магния от 1.01 mol.% до 1.04 mol.%. Ключевые слова: ниобат лития, двойное легирование, OH-группы, точечные и комплексные дефекты, спектроскопия комбинационно рассеянного света, лазерная коноскопия, фотоиндуцированное рассеяние света.
  1. R.S. Weis, T.K. Gaylord. Appl. Phys. A, 37, 191 (1985). DOI: 10.1007/BF00614817
  2. A.M. Prokhorov, Yu.S. Kuz'minov. Physics and chemistry of crystalline lithium niobate (Adam Hilger, NY., 1990)
  3. Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны (Наука, М., 2003)
  4. T. Volk, M. Wohlecke. Lithium Niobate. Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching (Springer, Berlin, 2008)
  5. M.D. Fontana, P. Bourson. Appl. Phys. Rev., 2 (4), 040602 (2015). DOI: 10.1063/1.4934203
  6. O. Sanchez-Dena, S.D. Villalobos-Mendoza, R. Fari as, C.D. Fierro-Ruiz. Crystals, 10 (11), 990 (2020). DOI: 10.3390/cryst10110990
  7. K. Chen, Y. Zhu, Z. Liu, D. Xue. Molecules, 26 (22), 7044 (2021). DOI: 10.3390/molecules26227044
  8. C. Guanyu, L. Nanxi, D.N. Jun, L. Hong-Lin, Z. Yanyan, H.F. Yuan, Y.T.L. Lennon, Y. Yu, L. Ai-Qun, J.D. Aaron. Adv. Photonics, 4 (3), 034003 (2022). DOI: 10.1117/1.AP.4.3.034003
  9. L. Kovacs, G. Corradi. Crystals, 11 (11), 1356 (2021). DOI: 10.3390/cryst11111356
  10. L.O. Svaasand, M. Eriksrud, G. Nakken, A.P. Grand. J. Cryst. Growth., 22 (3), 230 (1974). DOI: 10.1016/0022-0248(74)90099-2
  11. H.M. O'Bryan, P.K. Gallagher, C.D. Brandle. J. Am. Ceram. Soc., 68 (9), 493 (1985). DOI: 10.1111/j.1151-2916.1985.tb15816.x
  12. H.D. Megaw. Acta Cryst., 7 (2), 187 (1954). DOI: 10.1107/s0365110x54000527
  13. D. Xue, K. Kitamura, J. Wang. Opt. Mater., 23 (1-2), 399 (2003). DOI: 10.1016/S0925-3467(02)00326-9
  14. Y. Kong, F. Bo, W. Wang, D. Zheng, H. Liu, G. Zhang, R. Rupp, J. Xu. Adv. Mater., 32 (3), 1806452 (2019). DOI: 10.1002/adma.201806452
  15. М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, О.В. Макарова, И.В. Бирюкова. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития (КНЦ РАН, Апатиты, 2017)
  16. K. Kasemir, K. Betzler, B. Matzas, B. Tiegel, T. Wahlbrink, M. Wohlecke, B. Gather, N. Rubinina, T. Volk. J. Appl. Phys., 84 (9), 5191 (1998). DOI: 10.1063/1.368769
  17. G. Xu, J. Zhu, B. Xiao, X. Yang, X. Wang. Cryst. Res. Technol., 31 (2), K20 (1996). DOI: 10.1002/crat.2170310226
  18. X. Yang, G. Xu, H. Li, J. Zhu, X. Wang. Cryst. Res. Technol., 31 (4), 521 (1996). DOI: 10.1002/crat.2170310418
  19. С.М. Маслобоева, И.В. Бирюкова, М.Н. Палатников, Н.А. Теплякова. Журн. неорган. химии, 65 (6), 856 (2020). DOI: 10.31857/S0044457X20060100 [S.M. Masloboeva, I.V. Biryukova, M.N. Palatnikov, N.A. Teplyakova. Russ. J. Inorg. Chem., 65 (6), 924 (2020). DOI: 10.1134/S0036023620060108]
  20. Р.А. Титов, М.В. Смирнов, Л.А. Бобрева, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников, И.В. Бирюкова, С.М. Маслобоева, А.С. Крылов, А.Н. Втюрин, Н.В. Сидоров. Перспективные материалы, 8, 5 (2024). DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-5-22 [R.A. Titov, M.V. Smirnov, L.A. Bobreva, N.A. Teplyakova, M.N. Palatnikov, I.V. Biryukova, S.M. Masloboeva, A.S. Krylov, A.N. Vtyurin, N.V. Sidorov. Inorg. Mater. Appl. Res., 16 (2), 278 (2025). DOI: 10.1134/S2075113324701648]
  21. M.H. Li, Y.H. Xu, W.S. Xu, C.X. Liu, W.L. Zhang, Z.S. Shao. Ferroelectr., 264 (1), 273 (2001). DOI: 10.1080/00150190108008581
  22. X.H. Zhen, H.T. Li, Z.J. Sun, S.J. Ye, L.C. Zhao, Y.H. Xu. Mater. Lett., 58 (6), 1000 (2004). DOI: 10.1016/j.matlet.2003.08.005
  23. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek, J. Hanuza. J. Alloys Compd., 451 (1-2), 240 (2008). DOI: 10.1016/j.jallcom.2007.04.189
  24. Y. Guo, L. Liu, D. Liu, S. Deng, Y. Zhi. Appl. Opt., 44 (33), 7106 (2005). DOI: 10.1364/ao.44.007106
  25. T. Bodziony. Opt. Mater., 31 (2), 149 (2008). DOI: 10.1016/j.optmat.2008.02.006
  26. И.В. Бирюкова, Р.А. Титов, Н.А. Теплякова, И.Н. Ефремов, М.Н. Палатников. ЖТФ, 93 (11), 1570 (2023). DOI: 10.61011/JTF.2023.11.56488.162-23 [I.V. Biryukova, R.A. Titov, N.A. Teplyakova, I.N. Efremov, M.N. Palatnikov. Tech. Phys., 69 (7), 1912 (2024). DOI: 10.1134/S1063784224070089]
  27. L. Dai, S. Yang, R. Chen, C. Liu, X. Han, Y. Shao. J. Lumin., 217, 116773 (2020). DOI: 10.1016/j.jlumin.2019.116773
  28. X. Chen, H. Qin, F. Wang, D. Wang, Q. Liu, Y. Cheng, F. Liang, Y. Sang, H. Yu, H. Liu, H. Zhang. Оpt. Express, 33 (5), 9897 (2025). DOI: 10.1364/OE.555269
  29. J. Liu, A. Liu, Y. Chen, X. Tu, Y. Zheng. Physica B, 624, 413419 (2022). DOI: 10.1016/j.physb.2021.413419
  30. L. Dai, L. Zhang, H. Wang, N. Lai. Cryst. Res. Technol., 59 (6), 2300255 (2024). DOI: 10.1002/crat.202300255
  31. L. Dai, Y. Shunxiang. Mater. Res. Express, 12 (3), 036302 (2025). DOI: 10.1088/2053-1591/adc173
  32. X. Tian, Q. Qi, B. Hou, Y. Qian. Inorg. Chem. Commun., 157, 111389 (2023). DOI: 10.1016/j.inoche.2023.111389
  33. L. Galambos, S.S. Orlov, L. Hesselink, Y. Furukawa, K. Kitamura, S. Takekawa. J. Cryst. Growth., 229 (1-4), 228 (2001). DOI: 10.1016/S0022-0248(01)01128-9
  34. Р.А. Титов, М.В. Смирнов, А.С. Крылов, А.Н. Втюрин, И.В. Бирюкова, С.М. Маслобоева, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников. Тез. докл. XIV-й Международной конференции по фотонике и информационной оптике (М., Россия, 2025), с. 513
  35. Н.В. Сидоров, О.Ю. Пикуль, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников. Лазерная коноскопия и фотоиндуцированное рассеяние света в исследованиях свойств нелинейно-оптического кристалла ниобата лития (Изд-во РАН, М., 2019)
  36. S. Klauer, M. Wohlecke, S. Kapphan. Phys. Rev. B, 45 (6), 2786 (1992). DOI: 10.1103/PhysRevB.45.2786
  37. В.А. Максименко, А.В. Сюй, Ю.М. Карпец. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития (Физматлит, М., 2008)
  38. S. Sanna, S. Neufeld, M. Rusing, G. Berth, A. Zrenner, W.G. Schmidt. Phys. Rev. B, 91 (22), 224302 (2015). DOI: 10.1103/PhysRevB.91.224302
  39. Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников, А.А. Яничев, Р.А. Титов, О.В. Макарова. ЖТФ, 87 (3), 394 (2017). DOI: 10.21883/JTF.2017.03.44245.1852 [N.V. Sidorov, M.N. Palatnikov, A.A. Yanichev, R.A. Titov, O.V. Makarova. Tech. Phys., 62 (3), 417 (2017). DOI: 10.1134/S1063784217030215]
  40. N. Lyi, K. Kitamura, F. Izumi, J.K. Yamamoto, T. Hayashi, H. Asano, S. Kimura. J. Solid State Chem., 101 (2), 340 (1992). DOI: 10.1016/0022-4596(92)90189-3
  41. K. Lengyel, A. Peter, L. Kovacs, G. Corradi, L. Palfalvi, J. Hebling, M. Unferdorben, G. Dravecz, I. Hajdara, Zs. Szaller, K. Polgar. Appl. Phys. Rev., 2 (4), 040601 (2015). DOI: 10.1063/1.4929917
  42. J. Blumel, E. Born, T. Metzger. J. Phys. Chem. Solids., 55 (7), 589 (1994). DOI: 10.1016/0022-3697(94)90057-4
  43. R.D. Shannon. Acta Crystallographica, A, 32, 751 (1976). DOI: 10.1107/s0567739476001551
  44. M.D. Fontana, K. Laabidi, B. Jannot, M. Maglione, P. Jullien. Solid State Commun., 92 (10), 827 (1994). DOI: 10.1016/0038-1098(94)90322-0
  45. F. Abdi, M. Aillerie, P. Bourson, M.D. Fontana, K. Polgar. J. Appl. Phys., 84 (4), 2251 (1998). DOI: 10.1063/1.368290
  46. J.M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Muller, E. Dieguez. Adv. Phys., 45 (5), 349 (1996). DOI: 10.1080/00018739600101517
  47. Н.В. Сидоров, Л.А. Бобрева, М.Н. Палатников, О.В. Макарова. Неорган. матер., 55 (7), 744 (2019). DOI: 10.1134/S0002337X19070170 [N.V. Sidorov, L.A. Bobreva, M.N. Palatnikov, O.V. Makarova. Inorg. Mater., 55 (7), 698 (2019). DOI: 10.1134/S0020168519070173]
  48. Н.В. Сидоров, Л.А. Бобрева, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников, О.В. Макарова. Опт. и спектр., 127 (9), 460 (2019). DOI: 10.21883/OS.2019.09.48203.93-19
  49. S. Uda, W.A. Tiller. J. Cryst. Growth., 121 (1-2), 155 (1992). DOI: 10.1016/0022-0248(92)90185-L
  50. H. Kimura, H. Koizumi, T. Uchida, S. Uda. J. Cryst. Growth., 311 (6), 1553 (2009). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2008.09.178
  51. S. Uda, K. Shimamura, T. Fukuda. J. Cryst. Growth., 155 (3-4), 229 (1995). DOI: 10.1016/0022-0248(95)00231-6

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme