Вышедшие номера
Дефекты и некоторые физические свойства номинально чистых и легированных цинком кристаллов ниобата лития
РФФИ, Аспиранты, 20-33-90078
Теплякова Н.А. 1, Смирнов М.В. 1, Сидоров Н.В. 1, Палатников М.Н. 1
1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия
Email: n.tepliakova@ksc.ru, m.smirnov@ksc.ru, n.sidorov@ksc.ru, m.palatnikov@ksc.ru
Поступила в редакцию: 25 февраля 2021 г.
В окончательной редакции: 30 марта 2021 г.
Принята к печати: 30 марта 2021 г.
Выставление онлайн: 13 мая 2021 г.

Методами ИК-спектроскопии поглощения в области валентных колебаний OH--групп, фотолюминесценции в видимой области спектра, фотоиндуцированного рассеяния света исследованы особенности дефектной структуры и их влияние на свойства кристаллов LiNbO3:Zn, легированных в широком концентрационном диапазоне, включающем два концентрационных порога (при ~3.0 и ~6.8 mol.% ZnO в расплаве). В кристаллах LiNbO3:Zn (0.004-2.01 mol.% ZnO) при увеличении концентрации цинка наблюдается увеличение концентрации гидроксильных групп и уменьшение интенсивности люминесценции от центров свечения, связанных с дефектами NbLi. Последнее, по-видимому, связано с образованием вблизи дна зоны проводимости мелких энергетических уровней при вытеснении атомами цинка атомов ниобия с позиций лития идеальной структуры и, соответственно, уменьшением концентрации дефектов NbLi. В сильнолегированных кристаллах LiNbO3:Zn(4.46-6.5 mol.% ZnO) и в кристалле LiNbO3stoich(6.0 wt.% K2O) наблюдается заметно меньшая концентрация OH--групп, увеличение ширины запрещенной зоны на 0.3-0.4 eV, увеличение интенсивности люминесценции в зеленой области спектра за счет образования новых каналов рекомбинации по сравнению со слаболегированными кристаллами. Кроме того, в таких кристаллах наблюдается увеличение протонной проводимости за счет увеличения концентрации межузельного водорода H+ и, как следствие, образования множества мелких акцепторных уровней вблизи потолка валентной зоны. Ключевые слова: ниобат лития, прямое легирование, валентные колебания OH--групп, центры свечения, фотовольтаическое и диффузионное поля.
  1. Ю.С. Кузьминов. Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития. Наука, М. (1987). С. 9-24
  2. K.K. Wong. Properties of Lithium Niobate. INSPEC-The institution of Electrical Engineers. London, UK (2002). 143 p
  3. L. Arizmendi. Phys. Status Solidi A 201, 2, 253 (2004)
  4. Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны. Наука, М. (2003) С. 13-56
  5. K. Lеngyel, A. Peter, L. Kovacs, G. Corradi, L. Palfavi, J. Hebling, M. Unferdorben, G. Dravecz, I. Hajdara, Zs. Szaller, K. Polgar. Appl. Phys. Rev. 2, 4, 040601 (2015)
  6. E. Kratzig. Ferroelectrics 21, 1, 635 (1978)
  7. F. Jermann, M. Simon, E. Kratzig. J. Opt. Soc. Am. B 12, 11, 2066 (1995)
  8. D.A. Bryan, Robert Gerson, H.E. Tomaschke. Appl. Phys. Lett. 44, 9, 847 (1984)
  9. М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, О.В. Макарова, И.В. Бирюкова. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития. КНЦ РАН, Апатиты (2017). 241 c
  10. M.N. Palatnikov, N.V. Sidorov. Oxide electronics and functional properties of transition metal oxides. NOVA Science Publichers, USA (2014). P. 31-168
  11. S. Klauer, M. Wohlecke, S. Kapphan. Phys. Rev. B 45, 6, 2786 (1992)
  12. M. Goulkov, M. Imlau, Th. Woike. Phys. Rev. B 77, 23, 235110 (2008)
  13. И.Ш. Ахмадуллин, В.А. Голенищев-Кутузов, С.А. Мигачев. ФТТ 40, 6, 1109 (1998)
  14. O. Schirmer, O. Thiemann, M. Wohlecke. J. Phys. Chem. Solids 52, 1, 185 (1991)
  15. A.P. Wilkinson, A.K. Cheerham, R.H. Jarman. J. Appl. Phys. 74, 5, 3080 (1993)
  16. H.J. Donnerberg, S.M. Tomlinson, C.R.A. Catlow. J. Phys. Chem. Solids 52, 1, 201 (1991)
  17. М.И. Саллум, О.С. Грунский, А.А. Маньшина, А.С. Тверьянович, Ю.С. Тверьянович. Изв. РАН. Сер. хим. 73, 11, 2162 (2009)
  18. K. Polgar, A. Peter, L. Kovacs, G. Corradi, Zs. Szaller. J. Cryst. Growth 177, 3-4, 211 (1997)
  19. N. Iyi, K. Kitamura, F. Izumi, J.K. Yamamoto, T. Hayashi, H. Asano, S. Kimura. Chem J. Solid Status. 101, 2, 340 (1992)
  20. G. Dravecz, L. Kovacs. Appl. Phys. B 88, 2, 305 (2007)
  21. G. Dravecz, L. Kovacs, A. Peter, K. Polgar, P. Bourson. Phys. Status Solidi C 4, 3, 1313 (2007)
  22. Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, А.А. Яничев, М.Н. Палатников, О.В. Макарова, Л.А. Алешина, А.В. Кадетова. Неорган. материалы 53, 5, 491 (2017)
  23. T. Volk, B. Maximov, T. Chernaya, N. Rubinina, M. Wohlecke, V. Simonov. Appl. Phys. B 72, 6, 647 (2001)
  24. В.Ю. Яковлев, Е.В. Кабанова, Т. Вебер, П. Пауфлер. ФТТ 43, 8, 1520 (2001)
  25. D.M. Krol, G. Blasse, R.C. Powell. J. Chem. Phys. 73, 1, 163 (1980)
  26. C. Fischer, M. Wohlecke, T. Volk, N. Rubinina. Phys. Status Solidi A 137, 1, 247 (1993)
  27. С.В. Евдокимов, А.В. Яценко. Кристаллография 48, 4, 594 (2003)
  28. J.M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Muller, E. Deguez. Adv. Phys. 45, 5, 349 (1996)
  29. А.А. Блистанов, В.М. Любченко, А.Н. Горюнова. Кристаллография 43, 1, 86 (1998)
  30. T. Volk, M. Wohlecke, N. Rubinina, A. Reichert, N. Razumovski. Ferroelectrics 183, 1, 291 (1996)

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.