ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛОВ НИОБАТА ЛИТИЯ ОДИНАРНОГО И ДВОЙНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ — ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ

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.