Михаил Николаевич Палатников1, Николай Васильевич Сидоров2, Владимир Абрамович Сандлер3, Ольга Викторовна Макарова4, Наталья Александровна Теплякова5, Ирина Викторовна Бирюкова6, Софья Михайловна Маслобоева7, Александра Владимировна Кадетова8
фья Михайловна Маслобоева7, Александра Владимировна Кадетова8 1–8Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1
Ключевые слова: ниобат лития, кристаллы, структура, легирование, пороговые эффекты, ионная проводимость
Страницы: 69-73
Аннотация
По единой методике выращены серии из шести кристаллов LiNbO3:Tb ([Tb] = 0,1 –2,89 мас. %) и семи
кристаллов LiNbO3:Er ([Er] = 0,08÷2,71 мас. %). Проведены сравнительные исследования оптической
однородности и оптической стойкости кристаллов LiNbO3:Tb и LiNbO3:Er различного химического состава.
Методами полнопрофильного анализа рентгенограмм поликристаллов определены периоды кристаллической
решетки и проанализированы модели атомной структуры кристаллов LiNbO3:Tb и LiNbO3:Er при изменении
концентрации легирующей добавки. В серии кристаллов LiNbO3:Tb впервые обнаружен концентрационный
порог вблизи концентрации тербия ~ 2,2–2,3 мас. %. В серии кристаллов LiNbO3:Er концентрационный порог
обнаружен вблизи концентрации эрбия ~ 2,4–2,5 мас. %. В области концентрационного порога наблюдаются
выраженные аномалии физико-химических, оптических и структурных характеристик. Методами оптической
и атомно-силовой микроскопии в as-grown кристаллах LiNbO3:Tb и LiNbO3:Er выявлены ростовые
нерегулярные и регулярные доменные микроструктуры. Методами спектроскопии КРС, ФИРС, лазерной
коноскопии и оптической микроскопии изучены структурные характеристики и пороговые эффекты в кристаллах
LiNbO3:Gd и LiNbO3:Gd,Cu. В кристаллах LiNbO3:Gd подавление фоторефрактивного эффекта наблюдается
уже при концентрации [Gd] = 0,05 мас. %. Для кристаллов LiNbO3:Gd,Cu наблюдается отчетливый
фоторефрактивный отклик, возрастающий при увеличении концентрации Cu.
На примере кислородно-октаэдрических структур типа перовскита и псевдоильменита экспериментально
подтвержден и термодинамически обоснован эффект ассоциации дефектов (носителей) при осуществлении
ионной проводимости в определенном температурном интервале. Обнаруженное явление чрезвычайно
важно для создания и оценки температурного интервала работоспособности ионных источников тока.