Формирование стабильных индуцированных доменов в области заряженной междоменной границы в ниобате лития с помощью зондовой микроскопии Аннотация. Сегнетоэлектрические кристаллы ниобата лития (LiNbO 3 ) c искусственно сформированной доменной структурой находят широкое применение в оптических системах генерации кратных гармоник лазерного излучения, акустооптике, прецизионных актюаторах, датчиках вибрации и магнитного поля, в том числе предназначенных для применения при повышенных температурах, в перспективе -в запоминающих устройствах ЭВМ. Исследовано влияние заряженной междоменной границы на формирование индуцированных доменных структур в конгруэнтных кристаллах ниобата лития (LiNbO 3 ) неполярного x−среза. Методами диффузионного отжига на воздухе вблизи температуры Кюри и инфракрасного отжига в бескислородной среде в образцах были сформированы би− и полидоменные сегнетоэлектрические структуры, содержащие заряженные доменные границы типа «голова−к−голове» и «хвост−к−хвосту». В режиме Кельвин−моды атомно− силового микроскопа (АСМ) исследован поверхностный потенциал в окрестности заряженной междоменной границы. Исследованы приповерхностные клиновидные индуцированные микродомены, сформированные в области заряженной междоменной границы и вдали от нее путем приложения электрического потенциала на кантилевер АСМ, находящийся в контакте с поверхностью кристалла. Продемонстрирована зависимость морфологии индуцированной доменной структуры от электропроводности кристаллов. Показано экранирующее действие заряженной междоменной границы типа «голова−к−голове» на форму и размер домена, индуцированного в непосредственной близости к доменной стенке. Описано разбиение одиночных клиновидных доменов, образующихся при локальной переполяризации кристаллов восстановленного ниобата лития с помощью кантилевера АСМ, на семейства микродоменов, имеющих форму сонаправленных лучей, выходящих из общего центра зарождения. Обнаружено влияние заряженной междоменной границы на топографию образцов, заключающееся в возникновении при восстановительном отжиге протяженного углубления, совпадающего с линией заряженной границы. Ключевые слова: ниобат лития, бидоменный кристалл, заряженная междоменная граница, диффузионный отжиг, силовая микроскопия пьезоотклика, поверхностный потенциал
ВведениеСегнетоэлектрические кристаллы ниобата лития (LiNbO 3 ) c искусственно сформированной доменной структурой находят широкое применение в оптических системах генерации кратных гармоник лазерного излучения, акустооптике, прецизионных актюаторах, датчиках вибрации и магнитного поля, в том числе предназначенных для применения при повышенных температурах, в перспективе -в запоминающих устройствах ЭВМ [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. Несмотря на наличие ряда отработанных технологий создания кристаллов с заданной доменной сегнетоэлектрической структурой, а также устройств на их основе, не уменьшается интерес исследователей к фундаментальным свойствам доменных структур, методам их получения, кинетике образования, способам описания на микро− и макроскопическом уровне ...
