Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Оптические свойства кристаллов LiNbO3:B

Н.В. Сидоров, М.В. Смирнов, Р.А. Титов, 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/2022.14.227

Оригинальная статья

Аннотация: Методом фотолюминесценции в видимой области спектра (λ = 380-700 нм) исследованы оптические свойства номинально чистых кристаллов LiNbO3стех, близкого по составу к стехиометрическому LiNbO3стех (6,0 мас.% K2O), LiNbO3конг и номинально чистых кристаллов LiNbO3:B (0,55 и 0,83 мол. % B2O3 в шихте), полученных методом Чохральского по технологии прямого твёрдофазного легирования шихты конгруэнтного состава оксидом бора (B2O3). Обнаружено, что интенсивность фотолюминесценции растет в ряду кристаллов LiNbO3стех, LiNbO3стех (6,0 мас.% K2O), LiNbO3конг и определяется изменением концентрации глубоких ловушек электронов (NbLi — катион ниобия, локализованный в литиевом октаэдре) при изменении стехиометрии этих кристаллов. В кристаллах LiNbO3:B (0,55 и 0,83 мол. % B2O3 в шихте) интенсивность фотолюминесценции близка к таковой для кристалла LiNbO3стех, что обусловлено приближением состава и структуры кристаллов LiNbO3:B (0,55 и 0,83 мол. % B2O3 в шихте) к составу и структуре стехиометрического кристалла.

Ключевые слова: ниобат лития, кристалл, дефекты, прямое твердофазное легирование, фотолюминесценция

  • Сидоров Николай Васильевич – д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник 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»
  • Смирнов Максим Владимирович – аспирант, 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»
  • Титов Роман Алексеевич – младший 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»
  • 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., главный научный сотрудник 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. Оптические свойства кристаллов LiNbO3:B / Н.В. Сидоров, М.В. Смирнов, Р.А. Титов, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 227-234. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.227.

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. Sidorov, N.V. Boron influence on defect structure and properties of lithium niobate сrystals / N.V. Sidorov, N.A. Teplyakova, O.V. Makarova et al. // Crystals. – 2021. – V. 11. – I. 5. – Art. № 458. – 37 p. DOI: 10.3390/cryst11050458.
3. Lеngyel, K. Growth, defect structure, and THz application of stoichiometric lithium niobate / K. Lengyel, Á. Péter, L. Kovács et al. // Applied Physics Reviews. – 2015. –V. 2. – I. 4. –Р. 040601-1-040601-28. DOI: 10.1063/1.4929917.
4. Сидоров, Н.В. Фотолюминесценция и особенности дефектной структуры конгруэнтных и близких к стехиометрическому составу кристаллов ниобата лития, полученных по разным технологиям / Н.В. Сидоров, М.В. Смирнов, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников // Оптика и спектроскопия. – 2020. – Т. 128. – № 5. – С. 643-649. DOI: 10.21883/OS.2020.05.49324.333-19.
5. Li, Y. Microscopic properties of Mg in Li and Nb sites of LiNbO3 by first-principle hybrid functional: formation and related optical properties / Y. Li, L. Li, X. Cheng, X. Zhao // The Journal of Physical Chemistry C. – 2017. – V. 121. – I. 16. – P. 8968-8975. DOI: 10.1021/ACS.JPCC.7B01274.
6. Blasse, G. The luminescence of closed-shell transition-metal complexes. New developments / G. Blasse // In: Luminescence and Energy Transfer. Structure and Bonding. – Berlin, Heidelberg: Springer, 1980. – V. 42. – P. 1-41. DOI: 10.1007/3-540-10395-3_1.
7. Krol, D.M. The influence of the Li/Nb ratio on the luminescence properties of LiNbO3 / D.M. Krol, G. Blasse, R.C. Powell // The Journal of Chemical Physics. – 1980. – V. 73. – I. 1. – P. 163-166. DOI: 10.1063/1.439901.
8. Akhmadullin, I.Sh. Electronic structure of deep centers in LiNbO3 / I.Sh. Akhmadullin, V.A. Golenishchev-Kutuzov, S.A. Migachev // Physics of the Solid State. – 1998. – V. 40. – I. 6. – P. 1012-1018. DOI: 10.1134/1.1130478.
9. Kostritskii, S.M. Gated luminescence in as-grown and reduced undoped LiNbO3 crystals / S.M. Kostritskii, M. Aillerie, S. Margueron, P. Bourson // Journal of Physics: Conference Series. – 2013. – V. 416. – Art. № 012033. – 6 p. DOI: 10.1088/1742-6596/416/1/012033.
10. Wilkinson, A.P. The defect structure of congruently melting lithium niobate / A.P. Wilkinson, A.K. Cheetham, R.H. Jarman // Journal of Applied Physics. – 1993. – V. 74. – I. 5. – P. 3080-3083. DOI: 10.1063/1.354572.
11. Koppitz, J. Thermal dissociation of bipolarons in reduced undoped LiNbO3 / J. Koppitz, O.F. Schirmer, A.I. Kuznetsov // Europhysics Letters. – 1987. – V. 4. – № 9. – P. 1055-1059. DOI: 10.1209/0295-5075/4/9/017.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒