PHOTOLUMINESCENCE OF NOMINALLY PURE LITHIUM NIOBATE SINGLE CRYSTALS PRODUCED BY VARIOUS TECHNOLOGIES
Abstract
Volume and surface photoluminescence of congruent and stoichiometric lithium niobate crystals obtained with different technologies was studied. It was found that luminescence intensity in stoichiometric crystal was lower than in congruent one. Luminescence in the crystal volume is mainly caused by NbLi defects, while for the near-surface layer, luminescence quenching is observed in the long-wave ( ˃ 500 nm) region of the spectrum due to energy scattering on the crystal lattice vibrations and an increase in the luminescence intensity of the NbNb4+-O–-pair. It is shown that the luminescence bands with maxima at 426 and 446 nm are caused by the complex defects in the form of electron-hole pairs NbNb4+-O–, in which the niobium atom is bound to the oxygen atoms by a covalent and electrostatic bond. An increase in the Li/Nb ratio leads to a shift of the luminescence bands to the short-wave spectral region and to a change of the fundamental absorption edge of the studied crystals.
About the Authors
N. V. Sidorov
Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”
Russian Federation
Apatity, 184209
Russian Federation
Apatity, 184209
M. V. Smirnov
Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”
Russian Federation
Apatity, 184209
Russian Federation
Apatity, 184209
M. N. Palatnikov
Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”
Russian Federation
Apatity, 184209
Russian Federation
Apatity, 184209
References
1. S. C. Abrahams, P. Marsh. Acta Cryst., B42 (1986) 61—68
2. Ю. С. Кузьминов. Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития, Москва, Наука (1987) 9—24
3. Н. В. Сидоров, Т. Р. Волк, Б. Н. Маврин, В. Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны, Москва, Наука (2003) 13—56
4. K. Lеngyel, A. Peter, L. Kovacs, G. Corradi, L. Palfavi, J. Hebling, M. Unferdorben, G. Dravecz, I. Hajdara, Zs. Szaller, K. Polgar. Appl. Phys. Rew., N 2 (2015) 040601—040628
5. М. Н. Палатников, Н. В. Сидоров, О. В. Макарова, И. В. Бирюкова. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития, Апатиты, Апатиты, КНЦ РАН (2017) 77—228
6. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, Н. А. Теплякова, А. В. Сюй, Е. О. Киле, Д. С. Штарёв. Неорг. матер., 54, № 6 (2018) 611—615 [N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov, N. A. Teplyakova, A. V. Syuy, E. O. Kile, D. S. Shtarev. Inorg. Mater., 54, N 6 (2018) 581—584]
7. M. N. Palatnikov, I. V. Biryukova, N. V. Sidorov, A. V. Denisov, V. T. Kalinnikov, P. G. R. Smith, V. Ya Shur. J. Cryst. Growth, 291 (2006) 390—397
8. М. Н. Палатников, Н. В. Сидоров, И. В. Бирюкова, О. Б. Щербина, В. Т. Калинников. Перспективные материалы, № 2 (2011) 93—97
9. М. Н. Палатников. Материалы электронной техники на основе сегнетоэлектрических монокристаллов и керамических твердых растворов ниобатов-танталатов щелочных металлов с микро- и наноструктурами, дис…. д-ра тех. наук, Апатиты (2010) 40—50
10. M. H. J. Emond, M. Wiegel, G. Blasse, R. Feigelson. Mat. Res. Bull., 28, (1993) 1025—1028
11. D. M. Krol, G. Blasse, R. C. Powell. J. Chem. Phys., 73, N 1 (1980) 163—166
12. И. Ш. Ахмадуллин, В. А. Голенищев-Кутузов, С. А. Мигачев. ФТТ, 40, № 6 (1998) 1109—1116 [I. Sh. Akhmadullin, V. A. Golenishchev-Kutuzov, S. A. Migachev. Phys. Solid State, 40, N 6 (1998) 1012—1018]
13. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников, Л. А. Бобрева. Журн. структ. химии, 60, № 9 (2019) 1434—1444
14. J. M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Müller, E. Diéguez. Adv. Phys., 45, N 5 (1996) 349—392
15. C. Fischer, M. Wohlecke, T. Volk, N. Rubinina. Phys. Status Solidi (a), 137 (1993) 247—255
16. J. G. Murillo, G. Herrera, A. Vega-Rios, S. Flores-Gallardo, A. Duarte-Moller, J. Castillo-Torres. Opt. Mater., 62 (2016) 639—645
Review
For citations:
Sidorov N.V., Smirnov M.V., Palatnikov M.N. PHOTOLUMINESCENCE OF NOMINALLY PURE LITHIUM NIOBATE SINGLE CRYSTALS PRODUCED BY VARIOUS TECHNOLOGIES. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2020;87(2):194-200. (In Russ.)
Views: 372
Email this article 