Lithium Niobate Crystal-ի և դրա կիրառությունների համառոտ ակնարկ – Մաս 2. Լիթիումի նիոբատ բյուրեղի ակնարկ

Lithium Niobate Crystal-ի և դրա կիրառությունների համառոտ ակնարկ – Մաս 2. Լիթիումի նիոբատ բյուրեղի ակնարկ

LiNbO3 բնության մեջ որպես բնական հանքանյութ չի հանդիպում։ Լիթիումի նիոբատի (LN) բյուրեղների բյուրեղային կառուցվածքի մասին առաջին անգամ զեկուցվել է Զաքարիասենի կողմից 1928 թվականին: 1955 թվականին Լապիցկին և Սիմանովը ռենտգենյան փոշու դիֆրակցիոն վերլուծության միջոցով տվել են LN բյուրեղի վեցանկյուն և եռանկյուն համակարգերի ցանցային պարամետրեր: 1958 թվականին Ռայսմանը և Հոլցբերգը տվել են Li-ի կեղծ տարրը2O-Nb2O5 ջերմային անալիզով, ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզով և խտության չափմամբ։

Ֆազային դիագրամը ցույց է տալիս, որ Լի3NbO4, LiNbO3, LiNb3O8 և Լի2Նբ28O71 բոլորը կարող է առաջանալ Լի2O-Nb2O5. Բյուրեղների պատրաստման և նյութական հատկությունների շնորհիվ միայն LiNbO3 լայնորեն ուսումնասիրվել և կիրառվել է։ Համաձայն քիմիական անվանման ընդհանուր կանոնի՝ ԼիթիումNiobate պետք է լինի Li3NbO4և LiNbO3 պետք է անվանել Lithium Metaնիոբատ. Վաղ փուլում LiNbO3 իսկապես կոչվում էր Լիթիում Metaniobate բյուրեղյա, բայց քանի որ LN բյուրեղներով մյուս երեք պինդ փուլs լայնորեն ուսումնասիրված չեն, այժմ LiNbO3 է գրեթե այլևս չի զանգում Lիթիում Mէթնիոբատ, բայց լայնորեն հայտնի է որպես Lիթիում Nիոբատ.

LN Crystal-WISOPTIC

Բարձրորակ LiNbO3 (LN) բյուրեղ, որը մշակվել է WISOPTIC.com-ի կողմից

LN բյուրեղի հեղուկ և պինդ բաղադրիչների համահալման կետը համահունչ չէ դրա ստոյխիոմետրիկ հարաբերակցությանը: Միևնույն գլխի և պոչի բաղադրիչներով բարձրորակ միայնակ բյուրեղները կարելի է հեշտությամբ աճեցնել հալված բյուրեղացման մեթոդով միայն այն դեպքում, երբ օգտագործվում են պինդ փուլի և հեղուկ փուլի նույն բաղադրությամբ նյութեր: Հետևաբար, LN բյուրեղները, որոնք ունեն լավ պինդ-հեղուկ էվեկտիկական կետի համապատասխան հատկություն, լայնորեն օգտագործվել են: LN բյուրեղները սովորաբար չհայտարարված վերաբերում են նույն կազմով բյուրեղներին, իսկ լիթիումի պարունակությունը ([Li]/[Li+Nb]) կազմում է մոտ 48,6%: LN բյուրեղներում մեծ թվով լիթիումի իոնների բացակայությունը հանգեցնում է մեծ թվով վանդակաճաղերի թերությունների, որոնք ունեն երկու կարևոր ազդեցություն. Երկրորդ, վանդակավոր թերությունները կարևոր հիմք են հանդիսանում LN բյուրեղի դոպինգային ճարտարագիտության համար, որը կարող է արդյունավետորեն կարգավորել բյուրեղների կատարումը բյուրեղային բաղադրիչների կարգավորման, դոպինգի և դոպինգային տարրերի վալենտային հսկողության միջոցով, ինչը նաև կարևոր պատճառներից մեկն է, որին պետք է ուշադրություն դարձնել: LN բյուրեղյա.

Տարբերվում է սովորական LN բյուրեղից, կա stoichiometric LN բյուրեղի մոտ», որի [Li]/[Nb]-ը մոտ 1 է: Այս մոտ stoichiometric LN բյուրեղների ֆոտոէլեկտրական հատկություններից շատերը ավելի ցայտուն են, քան սովորական LN բյուրեղների, և նրանք ավելի զգայուն են բազմաթիվ ֆոտոէլեկտրական հատկությունների պատճառով: մոտ ստոյխիոմետրիկ դոպինգ, ուստի դրանք լայնորեն ուսումնասիրվել են: Այնուամենայնիվ, քանի որ մոտ ստոյխիոմետրիկ LN բյուրեղը էվեկտիկական չէ պինդ և հեղուկ բաղադրիչներով, դժվար է բարձրորակ մեկ բյուրեղ պատրաստել սովորական Չոխրալսկու կողմից: մեթոդ. Հետևաբար, դեռ շատ աշխատանքներ կան անելու՝ գործնական օգտագործման համար բարձրորակ և ծախսարդյունավետ գրեթե ստոյխիոմետրիկ LN բյուրեղի պատրաստման համար:


Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկ-27-2021