- PII
- 10.31857/S0002337X23020045-1
- DOI
- 10.31857/S0002337X23020045
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 59 / Issue number 2
- Pages
- 169-175
- Abstract
- Using homogeneous doping, a Nb2O5:4.5 mol % Zn precursor, and lithium carbonate, we have synthesized a single-phase LiNbO3:4.1 mol % Zn growth charge, which was then used to grow lithium niobate crystals by the Czochralski technique. High-speed optical quality evaluation results for the crystals and their calculated piezoelectric modulus d333 demonstrate that they have high optical quality. Photoinduced light scattering and laser conoscopy characterization results for homogeneously and directly doped crystals containing 4.02–5.38 mol % Zn confirm their high optical homogeneity and laser damage resistance. The crystals have absolutely no photorefractive response. Our results can be used in the growth of large LiNbO3:Zn crystals with a small coercive field, which are of interest for making laser light converters based on periodically poled structures.
- Keywords
- монокристаллы ниобата лития легирование, микродефекты статический пьезомодуль фотоиндуцированное рассеяние света лазерная коноскопия
- Date of publication
- 14.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 3
References
- 1. Волк Т.Р., Рубинина Н.М. Нефоторефрактивные примеси в ниобате лития: магний и цинк // ФТТ. 1991. Т. 33. № 4. С. 1192–1201.
- 2. Schlarb U., Woehlecke M., Gather B., Reichert A., Betzler K., Volk T., Rubinina N. Refractive Indices of Zn-Doped Lithium Niobate // Opt. Mater. 1995. V. 4. P. 791–795. https://doi.org/10.1016/0925-3467 (95)00018-6
- 3. Черная Т.С., Волк Т.Р., Верин И.А., Симонов В.И. Пороговые концентрации в допированных цинком кристаллах ниобата лития и их структурная обусловленность // Кристаллография. 2008. Т. 53. № 4. С. 612–617.
- 4. Zhang Y., Xu Y.H., Li M.H., Zhao Y.Q. Growth and Properties of Zn Doped Lithium Niobate Crystal // J. Cryst. Growth. 2001. V. 233. P. 537–540. https://doi.org/10.1016/S0022-0248 (01)01614-1
- 5. Abdi F., Aillerie M., Fontana M., Bourson P., Volk T., Maximov B., Sulyanov S., Rubinina N., Wöhlecke M. Influence of Zn Doping on Electrooptical Properties and Structure Parameters of Lithium Niobate Crastals // Appl. Phys. B. 1999. V. 68. P. 795–799. https://doi.org/10.1007/s003400050706
- 6. Zhao L., Wang X., Wang B., Wen W., Zhang T.Y. ZnO-Doped LiNbO3 Single Crystals Studied by X-ray and Density Measurements // Appl. Phys. B. 2004. V. 78. № 6. P. 769–774. https://doi.org/10.1007/s00340-004-1503-9
- 7. Aillerie M., Bourson P., Mostefa M., Abdi F., Fontana M.D. Photorefractive Damage in Congruent LiNbO3. Part I. Zinc Doped Lithium Niobate Crystals // J. Phys.: Conf. Ser. 2013. V. 416. P. 012001. http://iopscience.iop.org/1742-6596/416/1/012001.
- 8. Uda S., Tiller W.A. The Dissociation and Ionization of LiNbO3 Melts // J. Cryst. Growth. 1992. V. 121. № 1–2. P. 155–190. https://doi.org/10.1016/0022-0248 (92)90185-L
- 9. Kimura H., Koizumi H., Uchidab T., Uda S. Influence of Impurity Doping on the Partitioning of Intrinsic Ionic Species During the Growth of LiNbO3 Crystal from the Melt // J. Cryst. Growth. 2009. V. 311. P. 1553–1558. https://doi.org/10.1016/J.JCRYSGRO.2008.09.178
- 10. Palatnikov M.N., Biryukova I.V., Masloboeva S.M., Makarova O.V., Kravchenko O.E., Yanichev A.A., Sidorov N.V. Structure and Optical Homogeneity of LiNbO3〈Mg〉 Crystals Grown from Different Charges // Inorg. Mater. 2013. V. 49. № 7. P. 715–720. https://doi.org/10.1134/S0020168513060083
- 11. Palatnikov M.N., Biryukova I.V., Makarova O.V., Sidorov N.V., Efremov V.V., Efremov I.N., Teplyakova N.A., Manukovskaya D.V. Research of Concentration Conditions for Growth of Strongly Doped LiNbO3: Zn Single Crystals // Advanced Materials: Manufacturing, Physics, Mechanics and Applications. N.Y. Springer Nature, 2016. P. 87–99. https://doi.org/10.1007/978-3-319-26324-3_7
- 12. Палатников М.Н., Сидоров Н.В., Макарова О.В., Бирюкова И.В. Фундаментальные аспекты технологии сильно легированных кристаллов ниобата лития. Апатиты: КНЦ РАН, 2017. 241 с.
- 13. Palatnikov M.N., Biryukova I.V., Masloboeva S.M., Makarova O.V., Manukovsraya D.V., Sidorov N.V. The Search of Homogeneity of LiNbO3 Crystals Grown of Charge with Different Genesis // J. Cryst. Growth. 2014. V. 386. P. 113–118. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2013.09.038
- 14. Маслобоева С.М., Калинников В.Т., Залкинд О.А., Кадырова Г.И., Кузнецов В.Я. Получение пентаоксида ниобия с примесью ионов Zn2+ для выращивания монокристаллов ниобата лития // Цв. металлы. 2012. № 5. С. 89–92.
- 15. Маслобоева С.М., Ефремов И.Н., Бирюкова И.В., Палатников М.Н. Получение и исследование монокристаллов ниобата лития, легированных бором // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 11. С. 1208–1214. https://doi.org/10.31857/S0002337X2011007X
- 16. Максименко В.А., Сюй А.В., Карпец Ю.М. Фотоиндуцированные процессы в кристаллах ниобата лития. М.: Физматлит, 2008. 96 с.
- 17. Сюй А.В., Сидоров Н.В., Антонычева Е.А. Фоторефрактивные свойства и особенности строения нелинейно-оптического кристалла ниобата лития. Хабаровск: ДВГУПС, 2011. 108 с.
- 18. Pikoul O.Y. Determination of Optical Sign of a Crystal by Conoscopie Method // J. Appl. Crystallogr. 2010. V. 43. P. 949–954. https://doi.org/10.1107/S0021889810025161
- 19. Пикуль О.Ю., Алексеева Л.В., Повх И.В., Строганов В.И., Рудой К.А., Толстов Е.В., Криштоп В.В. Особенности оптической системы для создания коноскопических фигур больших размеров // Изв. вузов. Приборостроение. 2004. № 12. С. 53–55.
- 20. Hsu R., Maslen E.N., Boulay D., Ishizawa N. Synchrotron X-ray Studies of LiNbO3 and LiTaO3 // Acta Crystallogr., Sect. B. 1997. V. 53. P. 420–428. https://doi.org/10.1107/S010876819600777X
- 21. Блистанов А.А., Бондаренко В.С., Переломова Н.В., Стрижевская Ф.Н., Чкалова В.В., Шаскольская М.П. Акустические кристаллы. Справочник / Под ред. Шаскольской М.П. М.: Наука, 1982. 632 с.
