Вышедшие номера
Влияние особенностей локализации атомов водорода в кристаллах ниобата лития на форму кислородно-октаэдрических кластеров структуры
Сидоров Н.В.1, Бобрева Л.А.1, Палатников М.Н.1
1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, Мурманская обл., Апатиты, Россия
Email: l.bobreva@ksc.ru
Поступила в редакцию: 14 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 30 мая 2025 г.
Принята к печати: 2 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 13 августа 2025 г.

По спектрам ИК поглощения в области валентных колебаний ОН--групп установлено, что кислородно-октаэдрические кластеры МеО6 (Ме - Li, Nb, вакантный октаэдр V, примесный ион) в структуре кристалла LiNbO3:Er(3.1 wt%) и номинально чистого высокосовершенного кристалла LiNbO3 стехиометрического состава (R=[Li]/[Nb]=1) имеют форму, близкую к форме правильного октаэдра и при этом практически отсутствуют глубокие ловушки электронов - точечные дефекты NbLi, ответственные за стойкость кристалла к оптическому повреждению. В ИК спектре этих кристаллов наблюдается только одна линия, соответствующая валентным колебаниям атомов водорода, связанных водородной связью с атомами кислорода, совершающими колебания вдоль полярной оси кристалла в мостике Me-O-Me (Ме - Li, Nb, вакансия, примесный металл). Это колебание вызывает изменение дипольного момента элементарной ячейки кристалла и активно в спектре ИК поглощения. При этом частота колебания определяется составом кристалла. Валентные колебания остальных атомов водорода гидроксильных групп ОН высокосимметричных кислородно-октаэдрических кластеров МеО6 кристаллов LiNbO3 не вызывают изменения дипольного момента элементарной ячейки и не активны в ИК спектре поглощения. В структуре нестехиометрических кристаллов LiNbO3 существует несколько неэквивалентных позиций ОН--групп и в их ИК спектре поглощения наблюдается более двух линий в диапазоне частот 3450-3550 cm-1. Ключевые слова: монокристалл ниобата лития, стехиометрия, легирование эрбием, точечные дефекты, ОН--группы, материалы для активно-нелинейных лазерных сред, ИК спектры поглощения.
  1. L. Arizmendi. Phys. Stat. Sol. A, 201 (2), 253 (2004). DOI: 10.1002/pssa.200303911
  2. O. Sachez-Dena, S.D. Villalobos-Mendoza, R. Fari as, C.D. Fierro-Ruiz. Crystals, 10 (11), 990 (2020). DOI: 10.3390/cryst10110990
  3. P. Gunter, J.P. Huighard. Photorefractive Materials and Their Applications 2 (N.Y. Springer Series in Optical Sciences. LLC. 2007). 640 р. DOI: 10.1007/0-387-34081-5
  4. Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников, Н.А. Теплякова, И.В. Бирюкова, Р.А. Титов, О.В. Макарова, С.М. Маслобоева. Монокристаллы ниобата и танталата лития разного состава и генезиса (РАН, М., 2022), 288 с
  5. 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 (РАН, М., 2019), 350 с
  6. A.A. Anikiev, N.V. Sidorov, M.N. Palatnikov, M.F. Umarov, E.N. Anikieva. Opt. Mat., 111, 110729 (2021). DOI: 10.1016/j.optmat.2020.110729
  7. Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников. УФН, 195 (3), 260 (2025). DOI: 10.3367/UFNr.2024.11.039806 [N.V. Sidorov, N.A. Teplyakova, M.N. Palatnikov. Phys. Usp., 68 (3), (2025). DOI: 10.3367/UFNe.2024.11.039806]
  8. Т. Volk, M. Wohlecke. Lithium Niobate. Defects, Photorefraction and Ferroelectric (Switching, Springer, Berlin, 2008), 250 p
  9. L. Kovacs, Zs. Szaller, K. Lеngyel, G. Corradi. Opt. Mat., 37, 55 (2014). DOI: 10.1016/j.optmat.2014.04.043
  10. J. M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Muller, E. Dieguez. Advances in Phys., 45 (5), 349 (1996). DOI: 10.1080/00018739600101517
  11. K. Lеngyel, A. Peter, L. Kovacs, G. Corradi, L. Palfavi, J. Hebling, M. Unferdorben, G. Dravecz, I. Hajdara, Zs. Szaller, K. Appl. Phys. Rev., 2, 040601 (2015). DOI: 10.1063/1.4929917
  12. V. Kemlin, D. Jegouso, J. Debray, E. Boursier, P. Segonds, B. Boulanger, H. Ishizuki, T. Taira, G. Mennerat, J. Melkonian, A. Godard. Opt. Exp., 21 (23), 28886 (2013). DOI: 10.1364/OE.21.028886
  13. R.T. Murray, T.H. Runcorn, S. Guha, J.R. Taylor. Opt. Exp., 25 (6), 6421 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.006421
  14. V.Ya. Shur, A.R. Akhmatkhanov, I.S. Baturin. Appl. Phys. Rev., 2, 040604-1 (2015). DOI: 10.1063/1.4928591
  15. Y. Ruan, X. Wang, T. Tsuboi. J. Alloys and Compd., 275, 246 (1998). DOI: 10.1016/S0925-8388(98)00313-2
  16. J.-C.G. Buzli, S.V. Eliseeva, SPR S FLUOR, 7, 1 (2010). DOI: 10.1007/4243_2010_3
  17. V.V. Galutskiy, K.V. Puzanovskiy, S.A. Shmargilov, E.V. Stroganova. J. Phys. Conf. Ser., 2103, 012183 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012183
  18. Е.В. Строганова, Н.Н. Налбантов, В.В. Галуцкий, Н.А. Яковенко. Опт. и спектр., 121 (6), 922 (2016). [E.V. Stroganova, N.N. Nalbantov, V.V. Galutskiy, N.A. Yakovenko. Opt. Spectrosc., 121 (6), 922 (2016). DOI: 10.1134/S0030400X16120262]
  19. N.N. Nalbantov, E.V. Stroganova, V.V. Galutskiy. J. Phys. Conf. Ser., 737, 012017 (2016). DOI: 10.1088/1742-6596/737/1/012017
  20. L.X. Lovisa, T.B.O. Nunes, E.C. Tavares, R.C.L. Machado, L.F. Dos Santos, M.R.D. Bomio, F.V. Motta. Appl. Phys. A, 130, 226 (2024). DOI: 10.1007/s00339-024-07399-6
  21. М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, И.В. Бирюкова, О.Б. Щербина, В.Т. Калинников. Пер. мат. 2, 93 (2011)
  22. М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, О.В. Палатникова, И.В. Бирюкова. Дефектная структура кристаллов ниобата лития одинарного и двойного легирования (РАН, М., 2024), 331 с
  23. М.Н. Палатников, И.В. Бирюкова, О.Б. Щербина, Н.В. Сидоров, О.В. Макарова, Н.А. Теплякова. Кристаллография, 61 (6), 999 (2016). DOI: 10.7868/S0023476116040160
  24. L.O. Svaasand, M. Erikrund, G. Nakken, A.P. Grand. J. Cryst. Growth., 22 (3), 230 (1974). DOI: 10.1016/0022-0248(74)90099-2
  25. S.C. Abrahams, J.M. Reddy, J.L. Bernstein. J. Phys. Chem. Sol., 27 (6/7), 997 (1966). DOI: 10.1016/0022-3697(66)90072-2
  26. Y. Shozaki, T. Mitsui. J. Phys. Chem. Solids., 24 (8), 1057 (1963). DOI: 10.1016/0022-3697(63)90012
  27. Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны (Наука, М., 2003), 250 с
  28. H.J. Donnerberg, S.M. Tomlinson, C.R.A. Catlow, O.F. Schirmer. J. Phys. Chem. Solids., 52 (1), 201 (1991). DOI: 10.1103/physrevb.40.11909
  29. L. Kovacs, L. Rebouta, J.C. Soarest, M.F. da Silva, M. Hage-Ali, J.P. Stoquert, P. Siffert, J.A. Sanz-Garcia, G. Corradi, Z. Szaller, K. Polgar. J. Phys.: Condens. Matter., 5 (7), 781 (1993). DOI: 10.1088/0953-8984/5/7/006
  30. A. Kling. Materials, 16, 797 (2023). DOI: 10.3390/ma16020797

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.