Влияние способа легирования на однородность и оптические свойства кристаллов LiNbO3:Mg
Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.383
Оригинальная статья
Аннотация: Представлены результаты сравнительных комплексных исследований методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и лазерной коноскопии композиционной однородности и некоторых оптических свойства близких по составу сильно легированных монодоменизированных кристаллов LiNbO3 :Mg (5,03 мол. % MgO) и LiNbO3 :Mg (4,75 мол. % MgO ), с концентрацией магния, близкой к пороговому значению ≈5 мол. % MgO , выращенных из шихты, синтезированной с использованием прекурсора Nb2O5:Mg (метод гомогенного легирования), а также выращенных при непосредственном добавлении магния в расплав (метод прямого легирования). Показано, что методом гомогенного легирования с использованием прекурсора Nb2O5:Mg можно получать отличающиеся низким коэрцитивным полем более композиционно однородные сильно легированные монокристаллы LiNbO3:Mg , чем методом прямого легирования расплава магнием. При этом более однородное распределение легирующей добавки в кристаллах гомогенного легирования начинает формироваться уже на стадии синтеза прекурсора Nb2O5 :Mg и шихты ниобата лития при формировании химически активных комплексов, определяющих преимущественно кислородно-октаэдрическую структуру прекурсора Nb2O5 :Mg .
Ключевые слова: кристалл ниобата лития, гомогенное и прямое легирование, комбинационного рассеяния света, лазерная коноскопия
- Сидоров Николай Васильевич – д.ф.-м.н., профессор, и.о. главного научного сотрудника с исполнением обязанностей заведующего сектором колебательной спектроскопии лаборатории материалов электронной техники, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
- Теплякова Наталья Александровна – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник сектора колебательной спектроскопии лаборатории материалов электронной техники, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
- Палатников Михаил Николаевич – д.т.н., и.о. главного научного сотрудника с сохранением обязанностей заведующего лабораторией материалов электронной техники, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
Ссылка на статью:
Сидоров, Н.В. Влияние способа легирования на однородность и оптические свойства кристаллов LiNbO3:Mg / Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 383-391. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.383.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Сидоров, Н.В. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны / Н.В. Сидоров, Т.Р. Волк, Б.Н. Маврин, В.Т. Калинников. – М.: Наука, 2003. – 255 с.
2. Коханчик, Л.С. Особенности формирования доменов под электронным лучом в сильно легированных кристаллах LiNbO3:Mg / Л.С. Коханчик, Е. В. Емелин, М.Н. Палатников // Неорганические материалы. –2015. – Т. 51. – № 6. – С. 669-674. DOI: 10.7868/S0002337X15060081.
3. Shur, V.Ya. Micro- and nano-domain engineering in lithium niobate / V.Ya. Shur, A.R. Akhmatkhanov, I.S. Baturin // Applied Physics Reviews. – 2015. – V. 2. – I. 4. – P. 040604-1-040604-22. DOI: 10.1063/1.4928591.
4. Kemlin, V. Dual-wavelength source from 5 % MgO :PPLN cylinders for the characterization of nonlinear infrared crystals / V. Kemlin, D. Jegouso, J. Debray et al. // Optics Express. – 2013. – V. 21. – I. 23. – P. 28886- 28891. DOI: 10.1364/OE.21.028886.
5. Murray, R.T. High average power parametric wavelength conversion at 3,31 – 3,48 μm in MgO :PPLN / R.T. Murray, T.H. Runcorn, S. Guha, J.R. Taylor // Optics Express. – 2017. – V. 25. – I. 6. – P. 6421-6430. DOI: 10.1364/OE.25.006421.
6. Сидоров, Н.В. Сравнительные исследования тонких особенностей структуры и композиционной однородности монокристаллов LiNbO3:Mg (~5,3 мол. % MgO ), выращенных из шихты различного генезиса / Н.В. Сидоров, Л.А. Бобрева, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников, О.В. Макарова // Неорганические материалы. – 2019. – Т. 55.– № 11. – С. 1197-1203. DOI: 10.1134/S0002337X19100142.
7. Спектроскопия оксидных кристаллов для квантовой электроники / отв. ред. В.В. Осико. – М.: Наука, 1991. – 142 с. – (Труды Института общей физики / Академия наук СССР; гл. ред. А.М. Прохоров; т. 29).
8. Воронько, Ю.К. Исследование фазовых превращений в ниобате и танталате лития методом комбинационного рассеяния света / Ю.К. Воронько, А.Б. Кудрявцев, В.В. Осико, А.А. Соболь, Е.В. Сорокин // Физика твердого тела. – 1987. – Т. 29. – Вып. 5. – С. 1348-1355.
9. Voronko, Y.K. Study of the boron oxygen units in crystalline and molten barium metaborate by high- temperature Raman-spectroscopy / Y.K. Voronko, A.V. Gorbachev, V.V. Osiko et al. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. – 1993. – V. 54. – I. 11. – P. 1579-1585. DOI: 10.1016/0022-3697(93)90352-R.
10. Маслобоева, С.М. Синтез и исследование строения оксида ниобия(V), легированного катионами Mg2+ и Gd3+ / С.М. Маслобоева, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, Л.Г. Арутюнян, П.Г. Чуфырев //Журнал неорганической химии. – 2011. – Т. 56. – № 8. – С. 1264-1268.
11. Сидоров, Н.В. Лазерная коноскопия и фотоиндуцированное рассеяние света в исследованиях свойств нелинейно-оптического монокристалла ниобата лития / Н.В. Сидоров, О.Ю. Пикуль, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников. – М.: РАН, 2019. – 350 с.
12. Pikoul, O.Y. Determination of the optical sign of a crystal by a conoscopic method / O.Y. Pikoul // Journal of Applied Crystallography. – 2010. – V. 43. – Part 5. – № 1. – Р. 955-958. DOI: 10.1107/S0021889810022375.