Физическое материаловедение

Особенности дефектной структуры нелинейно-оптических монокристаллов LiNbO$_3$:Zn:Mg

Р. А. Титов^a, Л. А. Бобрева^a, М. В. Смирнов^a, А. С. Крылов^b, А. Н. Втюрин^b, М. Н. Палатников^a, И. В. Бирюкова^a, С. М. Маслобоева^a, Н. А. Теплякова^a, А. А. Габаин^a, Н. В. Сидоров<sup>a

a</sup> Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева, Кольский научный центр РАН, 184209 Апатиты, Мурманская обл., Россия
^b Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр СО РАН", 660036 Красноярск, Россия

Аннотация: Методами спектроскопии комбинационного рассеяния света, ИК-спектроскопии в области валентных колебаний OH-групп, фотоиндуцированного рассеяния света и лазерной коноскопии исследованы особенности дефектной структуры нелинейно-оптических монокристаллов двойного легирования LiNbO$_3$:Zn:Mg(3.91:1.01 mol.% ZnO и MgO) и LiNbO$_3$:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO), выращенных методом Чохральского из шихты различного генезиса. Показано, что кристаллы являются химически и оптически однородными, обладают низким эффектом фоторефракции. Анализ поведения линии спектра комбинационного рассеяния света с частотой 120 cm$^{-1}$ показал, что кристалл LiNbO$_3$:Zn:Mg(3.91:1.01 mol.% ZnO и MgO) обладает более совершенной катионной подрешеткой. В ИК-спектре кристалла LiNbO$_3$:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO) обнаружены линии (3498–3548 cm$^{-1}$), соответствующие валентным колебаниям атомов водорода в гидроксильных группах комплексных дефектов Zn$_{\mathrm{Nb}}^{3-}$–OH и Mg$_{\mathrm{Li}}^+$–Mg$_{\mathrm{Nb}}^{3-}$–OH. Данные линии смещены в длинноволновую область спектра, что свидетельствует о проявлении пороговых эффектов в кристалле LiNbO$_3$:Zn:Mg(4.48:1.04 mol.% ZnO и MgO) при повышении концентрации цинка от 3.91 mol.% до 4.48 mol.% и магния от 1.01 mol.% до 1.04 mol.%.

Ключевые слова: ниобат лития, двойное легирование, OH-группы, точечные и комплексные дефекты, спектроскопия комбинационно рассеянного света, лазерная коноскопия, фотоиндуцированное рассеяние света.

Поступила в редакцию: 19.06.2025
Исправленный вариант: 15.10.2025
Принята в печать: 18.10.2025

DOI: 10.61011/JTF.2026.02.62289.152-25