ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЛЕГИРУЮЩИХ КАТИОНОВ Tb3+ В КРИСТАЛЛЕ LiNbO3 В ДИАПАЗОНЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ 0,1-2,21 МАС. %

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методом спектроскопии ИК-поглощения в области валентных колебаний ОН --групп исследованы кристаллы LiNbO 3: Tb (0,1 мас.%), LiNbO 3: Tb (0,48 мас.%), LiNbO 3: Tb (2,21 мас.%), выращенные методом Чохральского по технологии прямого легирования шихты конгруэнтного состава. Обнаружено, что при концентрации точечных дефектных центров катионной подрешетки VLi выше концентрации примесных точечных дефектов TbLi в ИК спектре регистрируется полоса поглощения с частотой 3487 см-1, связанная с нарушением стехиометрии и образованием комплексного дефекта ( VLi - ОН ) в кристаллах LiNbO 3: Tb (0,1 мас.%), LiNbO 3: Tb (0,48 мас.%). Дальнейшее увеличение концентрации легирующей примеси приводит к изменению длины связей О - О , что влияет на длину ОН --связей и появление новой полосы поглощения с частотой 3493 см-1, которая соответствует комплексному дефекту ( TbLi - ОН ) в кристалле LiNbO 3. Вследствие неравномерного вхождения примеси в кристалле LiNbO 3: Tb формируются кластеры, которым в спектре соответствуют полосы поглощения с частотой в диапазоне 3100-3403 см-1 и 3510-3580 см 1.

Об авторах

Любовь Александровна Бобрева

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»

Email: l.bobreva@ksс.RUS
184209, Россия, Мурманская область, Апатиты, Академгородок, 26а

Николай Васильевич Сидоров

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»

184209, Россия, Мурманская область, Апатиты, Академгородок, 26а

Михаил Николаевич 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»

184209, Россия, Мурманская область, Апатиты, Академгородок, 26а

Александр Юрьевич Пятышев

ФГБУН «Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук»

119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 53

Список литературы

  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. Палатников, М.Н. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития / М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, О.В. Макарова, И.В. Бирюкова. - Апатиты: КНЦ РАН, 2017.- 241 с.
  3. Кузьминов, Ю.С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития / Ю.С. Кузьминов. - М.: Наука, 1987. - 264 с.
  4. Iyi, N. Comparative study of defect structures in lithium niobate with different compositions / N. Iyi, K. Kitamura, F. Izumi et al. // Journal of Solid State Chemistry. - 1992. - V. 101. - I. 2.- P. 340-352. doi: 10.1016/0022-4596(92)90189-3.
  5. Donnerberg, H.J. Computer - simulation studies of intrinsic defects in LiNbО3 / H.J. Donnerberg, S.M. Tomlinson, C.R.A. Catlow, O. F. Schirmer // Physical Review B. 1989. - V. 40. - I. 17. - P. 11909-11916. doi: 10.1103/PhysRevB.40.11909.
  6. Bermúdez, V. Er incorporation into congruent LiNbO3 crystals / V. Bermúdez, M. Serrano, J. Tornero, E. Diéguez // Solid State Communications. - 1999. - V. 112. - I. 12. - P. 699-703. doi: 10.1016/S0038-1098(99)00419-6.
  7. Ryba-Romanowski, W. Influence of temperature on luminescence of terbium ions in LiNbO3 / W. Ryba-Romanowski, S. Golab, G. Dominiak-Dzik et al. // Applied Physics Letters. - 2001. -V.78. - I. 23. - P. 3610-3611. doi: 10.1063/1.1376660.
  8. Cabrera, J.M. Hydrogen in lithium niobate / J.M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa et al. // Advances in Physics. - 1996. - V. 45. - I. 5. - P. 349-392. doi: 10.1080/00018739600101517.
  9. 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.
  10. Arizmendi, L. Lifetime of thermally fixe holograms in LiNbO3 crystals doped with Mg and Fe / L. Arizmendi, F.J. López-Barberá // Applied Physics B. - 2007. - V. 86. - I. 1. - P. 105-109. doi: 10.1007/s00340-006-2417-5.
  11. Lifante, G. Site-selective spectroscopy of Nd3+ in LiNbО3:Nd and LiNbО3: Nd, Mg crystals / G. Lifante, F. Cussó, F. Jaque, et al. //Chemical Physics Letters. - 1991. - V. 176. - I. 5. - Р. 483-488. doi: 10.1016/0009-2614(91)90241-Z.
  12. Палатников, М.Н. Особенности структуры кристаллов LiNbO3:Tb различного химического состава / М.Н. Палатников, Л.А. Алешина, О.В. Сидорова и др. // Журнал технической физики. - 2021. - Т. 91.- Вып. 6. - С. 956-963. doi: 10.21883/JTF.2021.06.50865.216-20.
  13. Bodziony, T. EPR and optical measurements of weakly doped LiNbO3:Er / T. Bodziony, S.M. Kaczmarek // Physica B: Condensed Matter. - 2007. -V. 400. I. 1-2. - P. 99-105. doi: 10.1016/j.physb.2007.06.032.
  14. Malovichko, G. Electron paramagnetic resonance and electron-nuclear double resonance of nonequivalent Yb3+ centers in stoichiometric lithium niobate / G. Malovichko, V. Bratus, V. Grachev, E. Kokanyan // Physica Status Solidi b. - 2008. - V. 246. - I. 1. - P. 215-225. doi: 10.1002/pssb.200844164.
  15. Kadetova, A.V. Intrinsic stacking fault of the ilmenite type in the structure of lithium niobate crystals of various compositions / A.V. Kadetova, O.V. Tokko, A.I. Prusskii et al. // Materialia. - 2023. - V. 28.- Art. № 101770. - P. 101770-101778. doi: 10.1016/j.mtla.2023.101770.
  16. Sidorov,N.V. Second-order Raman spectra of a LiNbO3:Tb crystal / N.V. Sidorov, M.N. Palatnikov, V.S. Gorelik, P.P. Sverbil // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. - 2022.- V. 266. - Art. № 120445. - P. 120445-120450. doi: 10.1016/j.saa.2021.120445.
  17. Rahman, M.K.R. Investigations on crystalline perfection, Raman spectra and optical characteristics of transition metal (RUS) co-doped Mg:LiNbO3 single crystals / M.K.R. Rahman, B. Riscob, R. Bhatt et al. // ACS Omega. - 2021. - V. 6. - I. 16. - P. 10807-10815. doi: 10.1021/acsomega.1c00452.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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).