CC BY
11
Сведения об авторах
Ветрова Дарья Аркадьевна
магистр, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, vetrova-darja@rambler.ru Кузнецов Сергей Александрович
доктор химических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия kuznet@chemy.kolasc.net.ru
Vetrova Daria Arkadievna
MSc, Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, vetrova-darja@rambler.ru Kuznetsov Sergey Aleksandrovich
Dr. Sc. (Chemistry), Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, kuznet@chemy.kolasc.net.ru
DOI: 10.37614/2307-5252.2020.3.4.007 УДК 535:361:456.34:882
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОН-ГРУПП И ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
А. А. Габаин, Н. А. Теплякова, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия
Аннотация
Методами спектроскопии КРС и ИК-спектроскопии поглощения исследованы особенности структуры номинально чистых и легированных монокристаллов ШЬЮз. По ИК-спектрам поглощения в области валентных колебаний ОН-групп рассчитана концентрация ОН-групп, а также концентрация точечных дефектов. Обнаружена корреляция в поведении полос в ИК-спектрах поглощения сильно легированных кристаллов LiNbO3 : Zn с поведением линии спектра КРС, отвечающей валентным мостиковым колебаниям атомов кислорода в октаэдре вдоль полярной оси. Ключевые слова:
монокристалл, ниобат лития, легирование, точечные дефекты, комбинационное рассеяние света, инфракрасное поглощение.
DETERMINATION OF OH-GROUPS CONCENTRATION, AND POINT DEFECTS IN LITHIUM NIOBATE CRYSTALS
А. A. Gabain, N. A. Teplyakova, N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov
Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC "Kola Science Centre RAS", Apatity, Russia
Abstract
The analysis of structural particularities of nominally pure and doped LiNbO3 single crystals was performed by methods of Raman light scattering and infrared absorption. The concentration of OH groups, as well as the concentration of point defects is calculated from IR absorption spectra in the region of stretching vibrations of OH groups. A correlation has been determined in behavior of IR absorption spectra bands of strongly doped LiNbO3 : Zn crystals with the behavior of the Raman spectra band that corresponds to stretching bridge vibrations of oxygen atoms in octahedra along the polar axis. Keywords:
single crystal, lithium niobate, doping, point defects, Raman light scattering, infrared absorption. Введение
Многие физические свойства кристалла ниобата лития могут быть улучшены путем изменения состояния дефектности его структуры. В кристаллической решетке конгруэнтного кристалла LiNbO3, согласно модели компенсации Li-вакансий [1], присутствует 1 мол. % точечных дефектов NbLi4+ (избыточные катионы Nb5+, расположенные в позициях катионов Li+ идеальной структуры стехиометрического состава (R = Li / Nb = 1)) и 4 мол. % точечных дефектов Vli. В структуре
идеального стехиометрического кристалла точечных дефектов NbLi4+ и, соответственно, дефектов VLf нет. Наличие точечных дефектов NbLi, являющихся глубокими электронными ловушками, существенно влияет на фоторефрактивные свойства как номинально чистых, так и легированных кристаллов LiNbO3 [1, 2]. Кроме дефектов NbLi, существуют многочисленные дефекты в виде мелких ловушек электронов [1-3]. В кристаллах LiNbO3, выращенных в атмосфере воздуха, всегда присутствуют атомы водорода, связанные с атомами кислорода водородными связями. Присутствие ОН-групп играет важную роль в формировании вторичной структуры и физических характеристик кристалла: оно повышает низкотемпературную проводимость, понижает эффект фоторефракции и величину коэрцитивного поля [2, 4, 5].
Оценить отношение R в кристалле LiNbO3 и концентрацию имеющихся в нем точечных дефектов (NbLi и VlO можно из определения положения края фундаментального оптического поглощения [6]. Концентрация ОН-групп может быть определена из ИК-спектра поглощения в области частот валентных колебаний ОН-групп по методу Клавира [7]. Локализация атомов водорода в структуре кристалла возможна в нескольких позициях. Соответственно, в ИК-спектре поглощения кристалла будут проявляться несколько линий в области частот валентных колебаний ОН-групп. При уменьшении числа возможных позиций атомов водорода в структуре кристалла, соответственно, уменьшается и число линий в спектре ИК-поглощения, соответствующих валентным колебаниям ОН-групп. Этот факт позволяет определить стехиометрию (отношение R) кристалла LiNbO3, в том числе и для окрашенных кристаллов, имеющих полосы поглощения в оптическом спектре в области края фундаментального поглощения, вследствие чего для таких кристаллов определение стехиометрии из положения края фундаментального оптического поглощения затруднено.
В настоящей работе с помощью изложенного выше подхода по ИК-спектрам поглощения в области частот валентных колебаний водородных связей исследовано влияние состава кристалла на концентрацию точечных дефектов NbLi и VLi, концентрацию ОН-групп и характер комплексных дефектов, связанных с ОН-группами в кристаллах LiNbO3, легированных цинком LiNbO3 : Zn (4,54, 4,68, 6,50 мол. % ZnO). Результаты исследований сравнивались с результатами, полученными для номинально чистых кристаллов LiNbO3 стехиометрического ^№03стех.) и конгруэнтного (LiNbOзконгр.) составов. Кристаллы, легированные цинком, при концентрациях, близких ко второму пороговому значению (7,0 мол. % ZnO), с низким эффектом фоторефракции и коэрцитивным полем перспективны как нелинейно-оптические материалы для преобразования лазерного излучения, в том числе на периодически поляризованных доменах [1, 2, 8].
Эксперимент
Кристаллы выращивались в воздушной атмосфере методом Чохральского на установке «Кристалл-2», снабженной системой автоматического весового контроля, позволяющей выращивать кристаллы с достаточно воспроизводимыми характеристиками. Номинально чистый кристалл конгруэнтного состава (LiNbOзконгр.) был выращен из шихты конгруэнтного состава. Кристаллы LiNbO3 : Zn были получены методом прямого твёрдофазного легирования из расплава конгруэнтного состава [9]. Кристаллы LiNbOзстех. выращивались из расплава с ~ 58,6 мол. % Li2O. Монодоменизация кристаллов осуществлялась методом высокотемпературного электродиффузионного отжига при охлаждении образцов со скоростью 20 град/ч в температурном интервале от ~ 1240-890 °С в условиях приложения постоянного электрического напряжения. Контроль степени монодоменности осуществлялся методом анализа частотной зависимости электрического импеданса и путем определения величины статического пьезомодуля (^зззст) кристаллической були. Образцы для исследования вырезались из монодоменизированных кристаллов в форме прямоугольных параллелепипедов, ребра которых совпадали по направлению с кристаллофизическими осями X, Y, Z (Z — полярная ось кристалла). Грани параллелепипедов тщательно полировались.
Регистрация ИК-спектров производилась с помощью спектрометра IFS 66 v/s фирмы Bruker. Спектры КРС возбуждались линией 514,5 нм аргонового лазера Spectra Physics (модель 2018-RM) и регистрировались спектрографом T64000 производства фирмы Horiba Jobin Yvon с использованием конфокального микроскопа. Спектры регистрировались с разрешением 1,0 см-1. Обработка спектров производилась с использованием пакета программ Horiba LabSpec 5.0 и Origin 8.1. Точность определения частот, ширин и интенсивностей линий ±1,0, ±3,0 см-1 и 5 % соответственно.
Результаты и их обсуждения
В таблице приведены значения параметров спектральных линий спектров ИК-поглощения исследованных монокристаллов LiNbOз в области 3420-3550 см-1, в которой проявляются валентные колебания ОН-групп. Видно, что спектры всех кристаллов заметно различаются. В ИК-спектре поглощения кристалла LiNbOзстех. наблюдаются четыре полосы с частотами 3465, 3480, 3488 и 3498 см-1 (табл.). Причем ширина полос в спектре кристалла LiNbOзстех. существенно меньше, чем в спектрах других кристаллов (табл.). Считается, что полоса с частотой 3465-3466 см-1 является характерной для стехиометрического кристалла высокой степени структурного совершенства, в структуре которого существует только одна позиция атома водорода [10, 11].
Значения частот (V, см-1), ширин (5", см-1) и интенсивностей (I, отн. ед.) линий в ИК-спектрах поглощения и концентрации ОН-групп (С (ОН-)/см-3) и точечных дефектов №ы4+ и Уы- в кристаллах LiNbOз разного состава
Кристалл Параметры линий ИК-спектра поглощения С (NbLi), мол. % С (VLi-), мол. % Сон-, см-3
V I S
иКЬОзстех. 3465 0,25 6,44 0 0 4,03 • 1016
3480 0,17 7,77 0 0 4,03 • 1016
3488 0,06 10,19 0 0 4,03 • 1016
3498 0,01 9,37 0 0 4,03 • 1016
иКЬ03конгр. 3467 0,04 10,22 0,91 3,63 8,15 • 1016
3483 0,18 23,08 0,91 3,63 8,15 • 1016
3486 0,34 27,85 0,91 3,63 8,15 • 1016
3490 0,06 12,51 0,91 3,63 8,15 • 1016
LiNb03 : Zn (4,54) 3469 0,19 17,40 0 2,50 6,11 • 1016
3483 0,30 16,66 0 2,50 6,11 • 1016
3492 0,18 16,48 0 2,50 6,11 • 1016
LiNb03 : Zn (4,68) 3469 0,07 17,35 0 1,25 3,34 • 1016
3483 0,12 14,97 0 1,25 3,34 • 1016
3489 0,08 16,95 0 1,25 3,34 • 1016
3500 0,06 15,45 0 1,25 3,34 • 1016
3527 0,08 9,03 0 1,25 3,34 • 1016
LiNb03 : Zn (6,50) 3469 0,07 16,87 0 1,50 4,00 • 1016
3483 0,21 17,33 0 1,50 4,00 • 1016
3491 0,07 12,99 0 1,50 4,00 • 1016
3502 0,02 12,33 0 1,50 4,00 • 1016
3520 0,04 12,73 0 1,50 4,00 • 1016
В работах [10, 11] показано, что с приближением структуры кристалла LiNbO3 к высокосовершенной структуре стехиометрического состава, для которой R = Li/Nb = 1 и отсутствуют точечные дефекты в виде рядом стоящих одноименных катионов, происходит уменьшение ширины линии с частотой 3466 см"1 при одновременном уменьшении интенсивностей и ширин полос с частотами 3480 и 3488 см"1. В ИК-спектре поглощения идеального стехиометрического кристалла вообще не должно наблюдаться полос поглощения, связанных с ОН-группами [12]. В ИК-спектре реального высокоупорядоченного стехиометрического кристалла, полученного по технологии HTTSSG (high temperature top speed solution growth) из расплава конгруэнтного состава с использованием флюса К2О, наблюдается только одна узкая полоса (S = 3 см-1) с частотой 3466 см-1 [10, 11].
Из таблицы видно, что ИК-спектры кристаллов ЫКЬ03конгр., а также легированных цинком кристаллов LiNbO3 значительно отличаются от ИК-спектра кристалла LiNbOзстех.. ИК-спектры кристалла LiNbOзконгр. и кристаллов LiNbO3 : Zn (4,54 мол. % ZnO) в области первой пороговой концентрации легирующего элемента (~ 4,0 мол. % ZnO [1, 3, 13]) представляют собой размытую полосу поглощения, состоящую из нескольких компонентов одинаковой поляризации с частотами 3467, 3483, 3486 см-1 и слабой полосы с частотой ~ 3490 см-1. Полосу с частотой 3480-3485 см-1 считают характерной для конгруэнтного кристалла и относят к валентным колебаниям комплекса
VLi — ОН [14]. Так как в идеальной структуре кристалла LiNbOз стехиометрического состава нет дефектов NbLi, то нет и дефектов VLi. Это значит, что в ИК-спектре не должно быть полосы с частотой 3480-3485 см-1, что действительно подтверждается экспериментально [10, 11].
В структуре конгруэнтного кристалла присутствует ~ 1 мол. % дефектов NbLi и ~ 4 мол. % дефектов VLi [1]. При легировании конгруэнтного кристалла катионами Zn будет происходить вытеснение из структуры дефектов NbLi, при этом, вследствие сохранения зарядовой нейтральности катионной подрешетки в целом, будет изменяться количество дефектов VLi [1, 2]. Эти изменения структуры можно проследить по ИК-спектрам поглощения. В структуре конгруэнтного кристалла присутствуют дефекты NbLi и VLi [1], и в ИК-спектре в области 3480-3486 см-1 наблюдается две полосы поглощения (табл.). В спектре кристалла LiNbOз : Zn (4,54 мол. % ZnO) в области 34803486 см-1 уверенно наблюдается только одна асимметричная полоса поглощения (табл.). По результатам полнопрофильного рентгеноструктурного анализа, в структуре кристалла LiNbOз : Zn (4,54 мол. % ZnO) нет дефектов NbLi, но при дальнейшем увеличении концентрации Zn дефекты NbLi вновь появляются [15] и в ИК-спектре присутствует уже несколько полос поглощения (табл.).
При увеличении содержания цинка в области 3465-3489 см-1 в спектре в высокочастотной области появляются дополнительные полосы поглощения с частотой 3520-3527 см-1 (табл.). При вхождении цинка в структуру кристалла одновременно идут два процесса: вытеснение им дефектов NbLi и замещение атомов Li и №. Причем процесс замещения носит плавный характер [1]. Необходимо отметить, что полосы поглощения в высокочастотной области (3520-3535 см-1) относятся к колебаниям комплексов Мет — ОН^ (Ме — легирующий катион), при этом в работе [10] показано, что величина смещения ИК-спектра в высокочастотную область зависит от валентности легирующего металла: чем меньше валентность, тем слабее водородная связь, тем больше частота соответствующего ОН-колебания.
Согласно модели компенсации Li-вакансий [1], концентрацию точечных дефектов NbLi4+ и VLi-в кристаллической решетке номинально чистых кристаллов LiNbOз можно рассчитать по формулам, предложенным в работе [6]. Из спектра ИК-поглощения можно рассчитать концентрацию ОН-групп по методу Клавира [7]. Результаты расчета представлены в таблице.
Из таблицы видно, что в легированных кристаллах при концентрации легирующего элемента вблизи второго концентрационного порога (кристаллы LiNbOз : Zn (4,68 и 6,50 мол. % ZnO)) количество ОН-групп минимальное. Оно меньше, чем количество ОН-групп в кристалле LiNbOзстех.. Уменьшение количества связанных ОН-групп, вероятно, приводит к увеличению количества свободных протонов в сильнолегированных кристаллах LiNbOз : Zn, что может обуславливать более высокие электропроводность и скорость термической фиксации голограмм в них по сравнению с конгруэнтным кристаллом [1, 2], а также снижение эффекта фоторефракции.
Образование водородной связи приводит не только к кардинальному изменению волновых функций внешних электронных орбиталей иона кислорода и параметров его электронной поляризуемости, но и к сильному искажению всего октаэдра NbO6 [16]. Такие изменения структуры кристаллов можно исследовать по спектрам КРС в области 850-900 см-1, отвечающей валентным мостиковым колебаниям атомов кислорода В^-В (В — № или легирующий металл) в октаэдре NbO6 вдоль полярной оси [1]. В работе [1] при исследовании спектров КРС кристаллов LiNbOз разного состава было показано, что в спектрах номинально чистых и легированных небольшим количеством примесей (в частности, 0,23 мол. % ZnO) кристаллов в области 850-900 cм-1 наблюдается только одна линия, ширина которой зависит от величины Li/Nb. При увеличении содержания в структуре кристаллов легирующего элемента (2,27-5,84 мол. % ZnO [1, 15]) в области 850-900 см-1 наблюдается две линии с частотами 873 и ~ 900 см-1. То есть характер мостиковой связи В^-В определяется не только жесткостью ее мостиков В^, но и положением катионов В (В — № или легирующий металл) в октаэдрах. Двухмодовое поведение линии в области 850-900 см-1 обусловлено тем, что катионы № или легирующего металла в разных октаэдрах расположены в разных позициях, концентрация их достаточно велика, и они слабо взаимодействуют между собой [1]. Изменения в спектрах КРС в области валентных мостиковых колебаний сильно легированных кристаллов LiNbOз коррелирует с изменениями, наблюдающимися в ИК-спектрах (табл.). Это подтверждает результаты теоретической работы [16] и экспериментальных исследований [10, 11], в которых показано, что атомы водорода в структуре кристалла LiNbOз образуют водородные связи с одним из ионов кислорода октаэдра NbO6, расположенным на полярной оси.
Заключение
Таким образом, по ИК-спектрам поглощения в области валентных колебаний ОН-групп рассчитана концентрация ОН-групп, а также концентрация точечных дефектов Nbu4+ и Vli-в кристаллической решетке номинально чистых кристаллов LiNbO3 стехиометрического и конгруэнтного составов, а также кристаллов, легированных цинком, при концентрациях, близких к пороговым значениям. Расчет количества ОН-групп показал минимальное содержание атомов водорода в легированных кристаллах LiNbO3 : Zn при концентрации легирующего элемента вблизи второго концентрационного порога (7,0 мол. % ZnO). При этом в сильно легированных кристаллах LiNbO3 : Zn свободных протонов (вносящих вклад в проводимость) больше, чем в слаболегированных и номинально чистых кристаллах, что может обуславливать более высокие электропроводность, скорость термической фиксации голограмм и снижение эффекта фоторефракции. Наблюдается корреляция в поведении параметров полос в ИК-спектрах поглощения сильнолегированных кристаллов LiNbO3 : Zn и в поведении линии спектра КРС, отвечающей валентным мостиковым колебаниям атомов кислорода в октаэдре NbO6 вдоль полярной оси.
Литература
1. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны / Н. В. Сидоров и др. М.: Наука, 2003. 255 с.
2. Volk T., Wohlecke M. Lithium Niobate. Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching. Berlin: Springer, 2008. 250 р.
3. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития / М. Н. Палатников и др. Апатиты: КНЦ РАН, 2017. 241 с.
4. Hydrogen in lithium niobate / J. M. Cabrera et al. // Advances in Physics. 1996. Vol. 45, No. 5. P. 349392.
5. Infrared absorption study of the OH vibrational band in LiNbO3 crystals / L. Kovacs, et al. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1991. Vol. 53, No. 6. P. 797-803.
6. Исследование состава кристаллов ниобата лития методами оптической спектроскопии / М. И. Саллум и др. // Известия РАН. Серия химическая. 2009. Т. 58, № 11. С. 2162-2166.
7. Klauer S., Wohlecke M., Kapphan S. Influence of the H-D isotopic substitution on the protonic conductivity in LiNbO3 crystal // Physical Review B. 1992. Vol. 45. P. 2786-2799.
8. Shur, V. Ya., Akhmatkhanov A. R., Baturin I. S. Micro- and nano-domain engineering in lithium niobate // Applied Physics Reviews. 2015. Vol. 2, No. 4. P. 040604(1-22).
9. The search of homogeneity of LiNbO3 crystals grown of charge with different genesis / M. N. Palatnikov et al. // Journal of Crystal Growth. 2014. Vol. 386. P. 113-118.
10. Growth, defect structure, and THz application of stoichiometric lithium niobate / K. Lеngyel et al. // Applied Physics Reviews. 2015. Vol. 2. P. 040601-040628.
11. Growth of stoichiometric LiNbO3 single crystals by top seeded solution growth method / K. Polgar et al. // Journal of Crystal Growth. 1997. Vol. 177, No. 3-4. P. 211-216.
12. Grone A., Kapphan S. Sharp, temperature dependent OH/OD IR-absorption bands in nearly stoichiometric (VTE) LiNbO3 // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1995. Vol. 56, No. 5. P. 687701.
13. Research of Concentration Conditions for Growth of Strongly Doped LiNbO3 : Zn Single Crystals / M. N. Palatnikov et al. // Advanced Materials — Manufacturing, Physics, Mechanics and Applications; Ivan A. Parinov, Shun-Hsyung, Vitaly Yu. Topolov (Eds.). Heidelberg; New York; Dordrecht; London: Springer, 2016. Vol. 175. P. 87-99.
14. Comparative study of defect structures in lithium niobate with different compositions / N. Iyi et al. // Journal of Solid State Chemistry. 1992. Vol. 101. P. 340-352.
15. Особенности структуры и оптические свойства кристаллов LiNbO3 : ZnO (3,43 ^ 5,84 мол. %) / Н. В. Сидоров и др. // Неорганические материалы. 2017. Т. 53, № 5. С. 491-497.
16. Евдокимов С. В., Яценко А. В. Исследование локализации ионов H+ в стехиометрическом LiNbОз // Кристаллография. 2003. Т. 48, № 4. С. 594-598.
Сведения об авторах
Габаин Алексей Анатольевич
инженер, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, fleischermed@gmail.com
Теплякова Наталья Александровна
кандидат физико-математических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, n.tepliakova@ksc.ru Сидоров Николай Васильевич
доктор физико-математических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, n.sidorov@ksc.ru Палатников Михаил Николаевич
доктор технических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, m.palatnikov@ksc.ru
Gabain Alexey Anatolyevich
Engineer, Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, fleischermed@gmail.com Teplyakova Natalya Alexandrovna
PhD (Physics & Mathematics), Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, n.tepliakova@ksc.ru Sidorov Nikolai Vasilyevich
Dr. Sc. (Physics & Mathematics), Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, n.sidorov@ksc.ru Palatnikov Mikhail Nikolayevich
Dr. Sc. (Engineering), Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia, m.palatnikov@ksc.ru
DOI: 10.37614/2307-5252.2020.3.4.008 УДК 535:361:456.34:882
ФОТОИНДУЦИРОВАННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ЦИНКОМ
А. А. Габаин, Н. А. Теплякова, Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ «Кольский научный центр РАН», Апатиты, Россия
Аннотация
Методом фотоиндуцированного рассеяния света исследованы номинально чистые и легированные цинком в широком диапазоне концентраций кристаллы ниобата лития. По параметрам фотоиндуцированного рассеянного света определены значения напряженностей фотовольтаического и диффузионного полей в кристаллах ниобата лития разного состава. Установлено, что значения напряженностей фотоэлектрических полей зависят от состояния дефектной структуры кристаллов. Ключевые слова:
монокристалл, ниобат лития, легирование, фотоиндуцированное рассеяние света, фотовольтаическое и диффузионное поля.
PHOTOINDUCED LIGHT SCATTERING AND PHOTOELECTRIC FIELDS IN ZINC DOPED LITHIUM NIOBATE CRYSTALS
А. A. Gabain, N. A. Teplyakova, N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov
Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC "Kola Science Centre RAS", Apatity, Russia
Abstract
Nominally pure and doped with zinc in a wide concentration range lithium niobate crystals were studied using photoinduced light scattering. Using the parameters of photo-induced scattered light, we determined the values of the photovoltaic and diffusion field intensities in lithium niobate crystals of different compositions. It was found that the values of the photoelectric field strengths depend on the state of the defect structure of the crystals. Keywords:
single crystal, lithium niobate, doping, photoinduced light scattering, photovoltaic and diffusion fields.
