Research of Concentration Conditions for Growth of Strongly Doped LiNbO3:Zn Single Crystals

Физико-химические, диэлектрические, пьезоэлектрические свойства и проводимость кристаллов LiNbO-=SUB=-3-=/SUB=- : ZnO (4.02-8.91 mol.%)

“…Для численной оценки поведения системы расплав-кристалл был использован оценочный эффективный ко-эффициент распределения (K ee f ) [10,11]. Он является от-ношением концентрации примеси в кристалле в началь-ный момент кристаллизации (C cr ) к ее концентрации в расплаве (C m ).…”

“…Известно, однако, что концентрация ZnО вдоль оси выращивания кристаллов LiNbO 3 : ZnO, полученных из расплавов, состав которых находится ниже анома-лии при ∼ 6.76 mol.% (рис. 1), практически неизме-нен [10,11]. Постоянство концентрации по длине кри-сталлов LiNbO 3 : ZnO означает высокую концентрацион-ную однородность в классическом случае [18], характер- Кристаллы, выращенные из расплавов, относящихся ко II концентрационному участку (∼ 5.4−6.76 mol.% ZnО), помимо хорошей концентрационной однородно-сти, характерной для расплавов с K ee f = 1, отличались высокой степенью оптической однородности и стойко-сти к оптическому повреждению [10,11].…”

“…1), практически неизме-нен [10,11]. Постоянство концентрации по длине кри-сталлов LiNbO 3 : ZnO означает высокую концентрацион-ную однородность в классическом случае [18], характер- Кристаллы, выращенные из расплавов, относящихся ко II концентрационному участку (∼ 5.4−6.76 mol.% ZnО), помимо хорошей концентрационной однородно-сти, характерной для расплавов с K ee f = 1, отличались высокой степенью оптической однородности и стойко-сти к оптическому повреждению [10,11]. По-видимому, в соответствии с представлениями [16] на этом кон-центрационном участке максимальна электрохимическая активность ионных комплексов, обеспечивающих при отличном от 1 коэффициенте K ee f постоянство состава кристалла вдоль оси выращивания при закристаллизо-вавшейся доле расплава ≤ 20%, как это имело ме-сто в настоящей работе при выращивании серии из 11 кристаллов LiNbO 3 : ZnO.…”

“…Вообще, с одной стороны, легирование конгруэнт-ных кристаллов LiNbO 3 (R = Li/Nb = 0.946) " нефото-рефрактивными" катионами (Zn 2+ , Mg 2+ , Gd 3+ ) су-щественно снижает фоторефрактивный эффект и ве-личину коэрцитивного поля в кристалле [1][2][3][4][5][6][7][8][9], но, с другой -приводит к их высокой структурной неод-нородности [8,[10][11][12][13]. Влияние катионного легирования при изменении концентрации легирующего катиона на структуру и свойства монокристаллов ниобата лития часто носит скачкообразный характер [1,3,9], что опреде-ляется термином " концентрационный порог".…”

“…Влияние катионного легирования при изменении концентрации легирующего катиона на структуру и свойства монокристаллов ниобата лития часто носит скачкообразный характер [1,3,9], что опреде-ляется термином " концентрационный порог". Наиболее сильное изменение дефектной структуры наблюдается при превышении в легированном кристалле " пороговых" значений концентрации примеси, при которых суще-ственно изменяются структура расплава и механизм вхождения легирующих катионов в кристалл [3,[9][10][11]. При этом осуществляется такая перестройка структуры кристалла, при которой пространственная группа сим-метрии его элементарной ячейки не изменяется даже при концентрациях легирующих добавок, превышающих пороговые значения [3,9].…”