Clusters in the structure of non-stochiometric lithium niobate crystals

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

This work examines the main reasons for the appearance of an «extra» band with a frequency of ~737 cm-1 in the Raman spectra of lithium niobate crystals. The following stand out among the reasons: the presence of clusters (microstructures); the presence of microinclusions of impurity phases of other lithium niobates ( LiNb 3 O 8 and Li 3 NbO 4); strong anharmonicity of some fundamental vibrations of the Raman spectrum. The structure of clusters differs from the structure of the crystalline matrix. It has been shown that the appearance of a line with a frequency of ~737 cm-1 in the Raman spectrum cannot be unambiguously associated with the existence of regions with reduced symmetry in the structure of doped crystals. These regions are the result of uneven incorporation of dopants into the crystal. The existence of these areas is also not explained in terms of the photorefractive effect. The results of studying the features of the defect structure, stoichiometry, optical uniformity and photorefractive effect confirm a correlation between the band with a frequency of ~737 cm-1 and NbLidefects in the structure of the lithium niobate crystal.

Sobre autores

Natalya Teplyakova

Tananaev Institute of Chemistry - Subdivision of the Federal Research Centre «Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: n.tepliakova@ksc.ru
Ph. D., Senior Researcher, Vibrational Spectroscopy Sector of the Electronic Engineering Materials Laboratory

Nikolay Sidorov

Tananaev Institute of Chemistry - Subdivision of the Federal Research Centre «Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Dr. Sc., Professor, Chief Researcher and as Head of the Vibrational Spectroscopy Sector of the Electronic Engineering Materials Laboratory

Mikhail Palatnikov

Tananaev Institute of Chemistry - Subdivision of the Federal Research Centre «Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Dr. Sc., Chief Researcher and as Head of the Electronic Engineering Materials Laboratory

Bibliografia

  1. Сидоров, Н.В. Лазерная коноскопия и фотоиндуцированное рассеяние света в исследованиях свойств нелинейно-оптического кристалла ниобата лития / Н.В. Сидоров, О.Ю. Пикуль, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников. - М.: РАН, 2019. - 350 с.
  2. Ефремов, И.Н. Исследование акустических, оптических и фоторефрактивных свойств монокристаллов ниобата лития, легированных цинком в области концентраций 5,38-9,0 мол.% Zn / И.Н. Ефремов, С.М. Маслобоева, И.В. Бирюкова и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 85-97. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.085.
  3. Volk, T. Lithium niobate. Defects, photorefraction and ferroelectric switching / T. Volk, M. Wohlecke. - Berlin: Springer, 2008. - 250 p. doi: 10.1007/978-3-540-70766-0.
  4. Bouhari, E. Semi-experimental determination of the linear clamped electro-optical coefficients of polar crystals from vibrational spectroscopic data / E. Bouhari, B. Mohamadou, P. Bourson // Crystals. - 2022. - V. 12. - I. 1. - Art. № 52. - 13 p. doi: 10.3390/cryst12010052.
  5. Горелик, В.С. Комбинационное рассеяние света на продольных и поперечных оптических колебаниях в монокристаллах ниобата лития / В.С. Горелик, П.П. Свербиль // Неорганические материалы. - 2015. - Т. 51. - № 11. - С. 1190- 1197. doi: 10.7868/S0002337X15100073.
  6. Sanna, S. Raman scattering effi-ciency in LiTaO3 and LiNbO3 crystals. / S. Sanna, S. Neufeld, M. Rüsing et al. // Physical Review B. - 2015. - V. 91. - I. 22. - P. 224302-1-224302-9. doi: 10.1103/PhysRevB.91.224302.
  7. Fontana, M.D. Microstructure and defects probed by Raman spectroscopy in lithium niobate crystals and devices / M.D. Fontana, P. Bourson // Applied Physics Reviews. - 2015. - V. 2. - I. 4. - Р. 040602-1-04062-14. doi: 10.1063/1.4934203.
  8. 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.
  9. Сидоров, Н.В. Фононные спектры монокристаллов ниобата лития / Н.В. Сидоров, Б.Н. Маврин, П.Г. Чуфырев, М.Н. Палатников; под ред. В.Т. Калинникова. - Изд-во КНЦ РАН: Апатиты, 2012. - 215 с.
  10. Kong, Y. Ilmenite-like stacking defect in nonstoichiometric lithium niobate crystals investigated by Raman scattering spectra. / Y. Kong, J. Xu, X. Chen et al. // Journal of Applied Physics. - 2000. - V. 87. - I. 9. - Р. 4410-4414. doi: 10.1063/1.373085.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).