Сравнительные исследования особенностей структуры кристаллов LiNbO3:Er:Zn разного генезиса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методами спектроскопии инфракрасного поглощения в области валентных колебаний ОН --групп и спектроскопии комбинационного рассеяния света выполнены сравнительные исследования кристаллов двойного легирования LiNbO 3: Er : Zn разного генезиса: кристалла LiNbO 3: Er (0,53 мол.%): Zn (4,02 мол.%), полученного методом твердофазного легирования, и кристалла LiNbO 3: Er (0,75 мол.%): Zn (3,82 мол.%), полученного методом гомогенного легирования. На инфракрасных спектрах поглощения обнаружены небольшие изменения основных параметров полос поглощения с частотами 3483 и 3492 см-1, что может быть связано с большей концентрацией легирующей примеси цинка в кристалле LiNbO 3: Er (0,53 мол.%): Zn (4,02 мол.%). По изменению параметра полуширины линии с частотой 271 см-1 в спектрах комбинационного рассеяния света исследованных кристаллов установлено, что кристалл LiNbO 3: Er (0,53 мол.%): Zn (4,02 мол.%) обладает более высоким упорядочением структурных единиц катионной подрешётки, по сравнению с кристаллом LiNbO 3: Er (0,75 мол.%): Zn (3,82 мол.%).

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 РАН

Email: l.bobreva@ksc.ru
к.т.н., научный сотрудник, сектор колебательной спектроскопии лаборатории материалов электронной техники

Роман Алексеевич Титов

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр РАН

к.т.н., младший научный сотрудник, сектор колебательной спектроскопии лаборатории материалов электронной техники

Максим Владимирович Смирнов

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр РАН

к.ф.-м.н., научный сотрудник, сектор колебательной спектроскопии лаборатории материалов электронной техники

Ирина Викторовна Бирюкова

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр РАН

к.т.н., ведущий научный сотрудник, лаборатория материалов электронной техники

Софья Михайловна Маслобоева

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр РАН

к.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник

Александр Юрьевич Пятышев

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

к.ф.-м.н., старший научный сотрудник, лаборатория комбинационного рассеяния света

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 РАН

д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник с исполнением обязанностей заведующего, сектор колебательной спектроскопии и структурных исследований, лаборатория материалов электронной техники

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 РАН

д.т.н., главный научный сотрудник с сохранением обязанностей заведующего, лаборатория материалов электронной техники

Список литературы

  1. Mignotte, C. Structural characterization for Er3+ -doped oxide materials potentially useful as optical devices / C. Mignotte // Applied Surface Science. - 2004. - V. 226. - I. 4. - P. 335-370. doi: 10.1016/j.apsusc.2003.10.051.
  2. Qi, Y.Integrated lithium niobate photonics / Y. Qi, Y. Li // Nanophotonics. -2020. - V. 9. - I. 6. - P. 1287-1320. doi: 10.1515/nanoph-2020-0013.
  3. Núñez, L. Site-selective up-conversion in LiNbO3:Er3+ / L. Núñez, B. Herreros, R. Duchowicz et al. // Journal of Luminescence. - 1994. -V. 60-61. - P. 81-84. doi: 10.1016/0022-2313(94)90099-X.
  4. Milori, D.M.B.P. Optical and ESR study of Er + in LiNbO3 / D.M.B.P. Milori, I.J. Moraes, A.C. Hernandes et al. // Physical Review B. - 1995. - V. 51. - I. 5. - P. 3206-3209. doi: 10.1103/PhysRevB.51.3206.
  5. Qian, Y. Influence of Zn2+ ions concentration on the optical properties of Zn/Er:LiNbO3 crystals / Y. Qian, R. Wang, L. Xing et. al. // Crystal Research and Technology - 2011. - V. 46. - I. 11. - P. 1137-1142. doi: 10.1002/crat.201100254.
  6. Chen, Y. Effect of Mg concentration on the domain reversal of Mg-doped LiNbO3 / Y. Chen, W. Yan, J. Guo et al. // Applied Physics Letters. - 2005. - V. 87. - I. 21. - P. 212904-1-212904-3. doi: 10.1063/1.2135389.
  7. Volk, T.R. Optical-damage-resistant LiNbO3:Zn crystal / T.R. Volk, V.I. Pryalkin, N.M.Rubinina // Optics Letters - 1990 - V. 46. - I. 18. - P. 996-998. doi: 10.1364/OL.15.000996.
  8. 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.
  9. Kumaragurubaran, S. Domain inversion and optical damage in Zn doped near-stoichiometric lithium niobate crystal / S. Kumaragurubaran, S. Takekawa, M. Nakamura et. al. // Conference on Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics and Laser Science and Photonic Applications Systems Technologies, 22-27 May 2005, Baltimore, Maryland United State. Washington: Optica Publishing Group, 2005. Paper id CMW2. - P. 393-395. doi: 10.1109/cleo.2005.201790.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Biryukova, I.V. Study of the effect of dopant concentration on the optical uniformity and photorefractive properties of LiNbO3:Er:Zn single crystals / I.V. Biryukova, R.A. Titov, N.A. Teplyakova et al. // Technical Physics. - 2023. - V. 68. - I. 11. - P. 1459-1467. doi: 10.61011/TP.2023.11.57496.162-23.
  13. Masloboeva, S.M. Preparation and characterization of lithium niobate single crystals doped with zinc and erbium / S.M. Masloboeva, I.N. Efremov, I.V. Biryukova et al. // Inorganic Materials. - 2021. - V. 57. - I. 7. - P. 701-709. doi: 10.1134/S0020168521070116.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Bermúdez, V. Opposite domain formation in Er-doped LiNbO3 bulk crystals grown by the off-centered Czochralski technique / V. Bermúdez, M.D Serrano, P.S. Dutta et al. // Journal of Crystal Growth. - 1999. - V. 203. - I. 1-2. - P. 179-185. doi: 10.1016/s0022-0248(99)00087-1.
  17. Sanna, S. Raman scattering efficiency in LiTaO3 and LiNbO3 crystals / S. Sanna, S. Neufeld, M.Rusing et al. // Physical Review B. - 2015. - V. 91. - I. 22. - P. 224302-1-224302-9. doi: 10.1103/PhysRevB.91.224302.
  18. Margueron, S. Resolved E-symmetry zone-centre phonons in LiTaO3 and LiNbO3 / S. Margueron, A. Bartasyte, A.M. Glazer // Journal of Applied Physics. - 2012. - V. 111. - I. 10. - P. 104105-1-104105-6. doi: 10.1063/1.4716001.
  19. 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. 10. - P. 040602-1-040602-14. doi: 10.1063/1.4934203.
  20. Caciuc, V. Ab initio structure and zone-center phonons in LiNbO3 / V. Caciuc, A.V. Postnikov, G. Borstel // Physical Review B. - 2000. - V. 61. - I. 13. - P. 8806-8813. doi: 10.1103/PhysRevB.61.8806.
  21. Palatnikov, M. Structure, optical properties and physicochemical features of LiNbO3:Mg,B crystals grown in a single technological cycle: an optical material for converting laser radiation / M. Palatnikov, O. Makarova, A. Kadetova et al. // Materials. - 2023. - V. 16. - I. 13. - Art. № 4541. - 30 p. doi: 10.3390/ma16134541.
  22. Palatnikov, M.N. Growth, structure, physical and chemical characteristics in a series of LiNbO3:Er crystals of different composition grown in one technological cycle / M.N. Palatnikov, A.V. Kadetova, L.A. Aleshina // Optics & Laser Technology. - 2022. - V. 147. - Art. № 107671. - 9 p. doi: 10.1016/j.optlastec.2021.107671.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».