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.
- L. Arizmendi. Phys. Stat. Sol. A, 201 (2), 253 (2004). DOI: 10.1002/pssa.200303911
- O. Sachez-Dena, S.D. Villalobos-Mendoza, R. Fari as, C.D. Fierro-Ruiz. Crystals, 10 (11), 990 (2020). DOI: 10.3390/cryst10110990
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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]
- Т. Volk, M. Wohlecke. Lithium Niobate. Defects, Photorefraction and Ferroelectric (Switching, Springer, Berlin, 2008), 250 p
- L. Kovacs, Zs. Szaller, K. Lеngyel, G. Corradi. Opt. Mat., 37, 55 (2014). DOI: 10.1016/j.optmat.2014.04.043
- J. M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Muller, E. Dieguez. Advances in Phys., 45 (5), 349 (1996). DOI: 10.1080/00018739600101517
- 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
- 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
- R.T. Murray, T.H. Runcorn, S. Guha, J.R. Taylor. Opt. Exp., 25 (6), 6421 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.006421
- V.Ya. Shur, A.R. Akhmatkhanov, I.S. Baturin. Appl. Phys. Rev., 2, 040604-1 (2015). DOI: 10.1063/1.4928591
- Y. Ruan, X. Wang, T. Tsuboi. J. Alloys and Compd., 275, 246 (1998). DOI: 10.1016/S0925-8388(98)00313-2
- J.-C.G. Buzli, S.V. Eliseeva, SPR S FLUOR, 7, 1 (2010). DOI: 10.1007/4243_2010_3
- 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
- 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]
- N.N. Nalbantov, E.V. Stroganova, V.V. Galutskiy. J. Phys. Conf. Ser., 737, 012017 (2016). DOI: 10.1088/1742-6596/737/1/012017
- 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
- М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, И.В. Бирюкова, О.Б. Щербина, В.Т. Калинников. Пер. мат. 2, 93 (2011)
- 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
- 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
- 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
- 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
- Y. Shozaki, T. Mitsui. J. Phys. Chem. Solids., 24 (8), 1057 (1963). DOI: 10.1016/0022-3697(63)90012
- Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны (Наука, М., 2003), 250 с
- 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
- 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
- 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.