ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕСТРОЕК ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ В КРИСТАЛЛАХ LiNbO₃:Mg ВБЛИЗИ ПОРОГОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНИЯ

Методами ИК и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КР) исследованы кристаллы LiNbO_3конгр и LiNbO₃:Mg (0.19-5.91 мол.%). Обнаружено изменение интенсивностей, а также исчезновение компонент полосы поглощения из ИК спектра кристаллов LiNbO₃:Mg в области валентных колебаний ОН-групп при увеличении содержания Mg, что объяснено исчезновением ОН-связей вблизи дефектов Nb_Li⁴⁺ -V_Li¯ вследствие вытеснения катионами Mg дефектов Nb_Li. При этом в КР-спектрах кристалла LiNbO₃:Mg(5.1 мол.%) по сравнению с конгруэнтным кристаллом наблюдается уширение линий, соответствующих колебаниям атомов кислорода в кислородных октаэдрах и валентным мостиковым колебаниям атомов кислорода вдоль полярной оси, а также появление новых слабоинтенсивных линий, возможно отвечающих псевдоскалярным колебаниям А₂-типа симметрии. Уширение линий обусловлено деформацией кислородных октаэдров, вызванной как увеличением содержания Mg в структуре кристалла, так и изменением локализации протонов. Подавление эффекта фоторефракции в кристаллах LiNbO₃:Mg при содержании Mg выше порогов можно объяснить изменением локализации протонов в структуре и экранированием поля пространственного заряда.

монокристалл, ниобат лития, легирование, фоторефрактивный эффект, комбинационное рассеяние света, инфракрасное поглощение, валентные колебания ОН-групп, single crystal, lithium niobate, doping, photorefractive effect, Raman spectroscopy, IR absorption, stretching vibrations of ОН groups

1. J. M. Cabrera, J. Olivares, M. Carrascosa, J. Rams, R. Müller, E. Diéguez. Adv. Phys., 45, N 5 (1996) 349-392

2. 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

3. M. D. Fontana, P. Bourson. Appl. Phys. Rew., N 2 (2015) 040602-1-040602-14

4. A. Grone, S. Kapphan. J. Phys. Chem. Sol., 56 (1995) 687-701

5. Y. Kong, W. Zhang, X. Chen, J. Xu, G. Zhang. J. Phys.: Condens. Matter, N 11 (1999) 2139-2143

6. K. Polgar, A. Peter, L. Kovacs, G. Corrdsi, Zs. Szaller. J. Cryst. Growth, 177 (1997) 211-216

7. L. Kovacs, M. Wöhlecke, A. Jovanovic, K. Polgar, S. Kapphan. J. Phys. Chem. Solids, 52, N 6 (1991) 797-803

8. G. Dravecz, L. Kovacs. Appl. Phys. B, 88 (2007) 305-307

9. Y. Kong, W. Zhang, J. Xu, W. Yan, H. Liu, X. Xie, X. Li, L. Shi, G. Zhang. Infrared Phys. Technol., 45 (2004) 281-289

10. L. Arizmendi, E. J. Ambite, J. L. Plaza. Opt. Mater., 35 (2013) 2411-2413

11. Д. И. Шевцов, И. С. Азанова, И. Ф. Тайсин, А. Б. Волынцев. ФТТ, 48, № 6 (2006) 996-1000 [D. I. Shevtsov, I. S. Azanova, I. F. Taǐsin, A. B. Volyntsev. Phys. Sol. State, 48, N 6 (2006) 1059-1063]

12. М. Н. Палатников, Н. В. Сидоров, И. В. Бирюкова, О. Б. Щербина, В. Т. Калинников. Перспект. матер., № 2 (2011) 93-97

13. Н. В. Сидоров, Т. Р. Волк, Б. Н. Маврин, В. Т. Калинников. Ниобат лития: дефекты, фоторефракция, колебательный спектр, поляритоны, Москва, Наука (2003)

14. Г. Х. Китаева, К. А. Кузнецов, И. И. Наумова, А. Н. Пенин. Квант. электрон., 30, № 8 (2000) 726-732 [G. Kh. Kitaeva, K. A. Kuznetzov, I. I. Naumova, A. N. Penin. Quantum Electron., 30, N 8 (2000) 732-737]

15. X. Q. Feng, T. B. Tang. J. Phys.: Condens. Matter, N 5 (1993) 2423-2430

16. А. А. Аникьев, Н. В. Сидоров, Ю. А. Серебряков. Журн. прикл. спектр., 56, № 4 (1992) 670-672

17. N. V. Sidorov, Yu. A. Serebryakov. Vibr. Spectrosc., 6 (1994) 215-223

18. D. A. Bryan, R. Gerson, H. E. Tomaschke. Appl. Phys. Lett., 44 (1984) 847-849

19. V. Caciuc, A. V. Postnikov, G. Borstel. Phys. Rev. B, 61, N 13 (2000) 8806-8813

20. K. Parlinski, Z. Q. Li, Y. Kawazoe. Phys. Rev. B, 61 (2000) 272-278

21. Н. В. Сидоров, М. Н. Палатников. Опт. и спектр., 121, № 6 (2016) 907-915 [N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov. Opt. Spectrosc., 121, N 6 (2016) 842-850]