Вышедшие номера
Лазерно-индуцированные явления и комплексные дефекты в кристаллах LiNbO3 : Er
Смирнов М.В., Научно-исследовательские проекты молодых ученых Мурманской области, № 35 от 31 января 2025 г.
Бобрева Л.А., Научно-исследовательские проекты молодых ученых Мурманской области, № 35 от 31 января 2025 г.
Смирнов М.В. 1, Бобрева Л.А. 1, Теплякова Н.А. 1, Титов Р.А. 1, Сидоров Н.В. 1, Палатников М.Н. 1, Бирюкова И.В. 1
1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - Федерального исследовательского центра "Кольский научный РАН", Апатиты, Мурманскуая обл., Россия
Email: m.smirnov@ksc.ru, l.bobreva@ksc.ru, n.tepliakova@ksc.ru, r.titov@ksc.ru, n.sidorov@ksc.ru, m.palatnikov@ksc.ru, i.biriukova@ksc.ru
Поступила в редакцию: 29 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 27 марта 2026 г.
Принята к печати: 4 апреля 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.

Методами фотоиндуцированного рассеяния света, лазерной коноскопии, ИК-спектроскопии и фотолюминесцентного анализа выполнены сравнительные исследования оптической однородности вдоль оси роста, дефектной структуры, фоторефрактивных и люминесцентных свойств "допорогового" кристалла LiNbO3 : Er (0.97 wt.%) и "послепорогового" кристалла LiNbO3 : Er (3.10 wt.%). Установлено, что в кристаллах LiNbO3 : Er (0.97 wt.% и 3.10 wt.%) эффект фоторефракции мал. Спекл-структура индикатрисы фотоиндуцированного рассеяния света раскрывается незначительно (<3o) даже при мощности возбуждающего лазерного излучения 160 mW. Показано, что кристалл LiNbO3 : Er (0.97 wt.%) обладает аномальной оптической двуосностью. Обнаружено уменьшение объемной концентрации гидроксильных групп OH- в кристаллах LiNbO3 : Er (0.97 wt.% и 3.10 wt.%) относительно конгруэнтного кристалла LiNbO3cong. При этом происходит смещение полосы в ИК-спектре поглощения, соответствующей валентным колебаниям OH--групп, в сторону больших частот вследствие образования в кристалле LiNbO3 : Er (3.10 wt.%) дефектной пары Erv-(VNb-OH). В спектре фотолюминесценции кристалла LiNbO3 : Er (3.10 wt.%) относительно спектра кристалла LiNbO3 : Er (0.97 wt.%) впервые обнаружено "исчезновение" полосы при 528 nm в области перехода ^2H11/2->^4I15/2 и перераспределение интенсивности люминесценции между подуровнями перехода ^4S3/2->^4I15/2 с усилением излучения полосы при 558 nm. Это связано с изменение кристаллического поля катиона Er3+ из-за появления дефекта Erv. Ключевые слова: ниобат лития, эрбий, структурные дефекты, фотоиндуцированное рассеяние света, лазерная коноскопия, ИК-спектроскопия, антистоксовая люминесценция.
  1. L. Arizmendi. Physica Status Solidi A, 201 (2), 253 (2004). DOI: 10.1002/pssa.200303911
  2. R.C. Miller, W.A. Nordland, P.M. Bridenbaugh. J. Appl. Phys., 42, 4145 (1971). DOI: 10.1063/1.1659746
  3. N. Zotov, H. Boysen, F. Frey, T. Metzger, E. Born. J. Phys. Chem. Solids, 55 (2), 145 (1994). DOI: 10.1016/0022-3697(94)90071-X
  4. R. Hao, C. Xiong, H. Li, S. Lin, S. Long, D. Ma, B. Wang. J. Luminescence, 244, 118753 (2022). DOI: 10.1016/j.jlumin.2022.118753
  5. T.S. Chernaya, B.A. Maksimov, T.R. Volk, N.M. Rubinina, V.I. Simonov. J. Experimen. Theor. Phys. Lett., 73, 103 (2001). DOI: 10.1134/1.1358430
  6. G. Chen, N. Li, J. Da Ng, H.-L. Lin, Y. Zhou, Y. Hsing Fu, L. Yao Ting Lee, Y. Yu, A.-Q. Liu, A.J. Danner. Adv. Photonics, 4, 034003 (2022). DOI: 10.1117/1.AP.4.3.034003
  7. Z. Xie, F. Bo, J. Lin, H. Hu, X. Cai, X.-H. Tian, Z. Fang, J. Chen, M. Wang, F. Chen, Y. Cheng, J.J. Xu, S. Zhu. Adv. Physics: X, 9, 1 (2024). DOI: 10.1080/23746149.2024.2322739
  8. L. Xing, W. Yang, J. Lin. Opt. Mater., 84, 215 (2018). DOI: 10.1016/j.optmat.2018.07.005
  9. J. Han, M. Li, R. Wu, J. Yu, L. Gao, Z. Fang, M. Wang, Y. Liang, H. Zhang, Y. Cheng. Opto-Electron. Sci., 4, 250004 (2025). DOI: 10.29026/oes.2025.250004
  10. T. Volk, B. Maximov, T. Chernaya, N. Rubinina, M. Wohlecke, V. Simonov. Appl. Phys. B, 72, 647 (2001). DOI: 10.1007/s003400100548
  11. K. Kitamura, J.K. Yamamoto, N. Iyi, S. Kirnura, T. Hayashi. J. Crystal Growth, 116 (3-4), 327 (1992). DOI: 10.1016/0022-0248(92)90640-5
  12. M.N. Palatnikov, A.V. Kadetova, L.A. Aleshina, O.V. Sidorova, N.V. Sidorov, I.V. Biryukova, O.V. Makarova. Opt. Laser Technol., 147, 107671 (2022). DOI: 10.1016/j.optlastec.2021.107671
  13. H. Xu, D. Lee, S.B. Sinnott, V. Gopalan, V. Dierolf, S.R. Phillpot. Phys. Rev. B, 80, 144104 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.80.144104
  14. T. Bodziony, S.M. Kaczmarek. Phys. B, 400, 99 (2007). DOI: 10.1016/j.physb.2007.06.032
  15. Z. Zhang, Y. Zhang, Z. Wu, X. Yuan, S. Liu, H. Liu, D. Zheng, Y. Kong, J. Xu. APL Mater., 12, 121104 (2024). DOI: 10.1063/5.0243742
  16. W.-Y. Du, P. Zhang, Z.-B. Zhang, S. Ren, W.-H. Wong, D.-Y. Yu, E.Y.-B. Pun, D.-L. Zhang. J. Phys. Chem. Solids, 100, 101 (2017). DOI: 10.1016/j.jpcs.2016.09.013
  17. T. Bodziony. J. Luminescence, 280, 121134 (2025). DOI: 10.1016/j.jlumin.2025.121134
  18. S. Li, Y.-J. Yang, D.-L. Zhang. J. Luminescence, 279, 121051 (2025). DOI: 10.1016/j.jlumin.2024.121051
  19. A. Suhanov, E. Stroganova, V. Galutskiy. E3S Web Conf., 592, 03034 (2024). DOI: 10.1051/e3sconf/202459203034
  20. М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, О.В. Палатникова, И.В. Бирюкова. Дефектная структура кристаллов ниобата лития одинарного и двойного легирования (РАН, М., 2024)
  21. M.N. Palatnikov, I.V. Biryukova, O.B. Shcherbina, N.V. Sidorov, O.V. Makarova, N.A. Teplyakova. Crystallography Reports, 61 (6), 1031 (2016). DOI: 10.1134/ S1063774516040167
  22. J.M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Muller, E. Dieguez. Adv. Phys., 45 (5), 349 (1996). DOI: 10.1080/00018739600101517
  23. 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
  24. N. Iyi, K. Kitamura, F. Izumi, J.K. Yamamoto, T. Hayashi, H. Asano, S. Kimura. J. Solid State Chem., 101, 340 (1992). DOI: 10.1016/0022-4596(92)90189-3
  25. G. Burns, D.F. O'Kane, R.S. Title. Phys. Rev., 167 (2), 167 (1968). DOI: 10.1103/PhysRev.167.314
  26. A. Lorenzo, H. Loro, J.E. Munoz Santiuste, M.C. Terrile, G. Boulon, L.E. Bausa, J. Garci a Sole. Opt. Mater., 8 (1-2), 55 (1997). DOI: 10.1016/S0925-3467(97) 00038-4
  27. S. Klauer, M. Wohlecke, S. Kapphan. Phys. Rev. B, 45 (6), 2786 (1992). DOI: 10.1103/physrevb.45.2786
  28. N.T.T. Tuyen, T.Q. Tuan, L.V. Toan, L.T. Tam, V.-H. Pham. Materials, 17, 3376 (2024). DOI: 10.3390/ma17133376
  29. K. Annapoorani, N. Suriya Murthy, T.R. Ravindran, K. Marimuthu. J. Luminescence, 171, 19 (2016). DOI: 10.1016/j.jlumin.2015.10.071
  30. D. Zhang, X. Chen, Y. Jin, X. Cao, D. Zhu, Y. Wang, G. Ding, Y. Cui, C. Chen, Z. Wu, G. Lan. Appl. Phys. A, 72, 95 (2001). DOI: 10.1007/s003390000595