Исследованы спектры комбинационного рассеяния света (КРС) первого и второго порядка моно- и поликристаллов ниобата лития различного химического состава. Полученные результаты позволяют по спектрам КРС точно идентифицировать кристаллы ниобата лития со стехиометрическим составом и определить степень отклонения состава кристалла от стехиометрического.
В спектрах комбинационного рассеяния света (КРС) кристаллов ниобата лития наблюдается малоинтенсивный максимум в области 120 см-1, соответствующий связанному состоянию двух акустических фононов с суммарным волновым вектором, равным нулю. Нами впервые показано, что этот максимум весьма чувствителен к изменению структурного расположения катионов (основных и примесных) в катионной подрешетке. Так, при легировании кристаллов конгруэнтного состава катионами Mg2+Gd3+ и др. в определенном диапазоне концентраций наблюдается упорядочение катионов вдоль полярной оси кристалла. При этом максимум 120см-1 расщепляется на две линии одинаковой поляризации (103 и 117см-1). В спектрах высокосовершенных кристаллов стехиометрического состава, в которых порядок расположения катионов вдоль полярной оси близок к идеальному (Li+, Nb5+ , вакантный октаэдр) максимум вообще отсутствует. Добавление даже небольших количеств легирующих добавок, нарушающих этот идеальный порядок, приводит к появлению линий 103 и 117см-1. При более сильном легировании эти линии сливаются в максимум 120 см-1.
Полученные результаты позволяют по спектрам КРС точно определить стехиометрический состав кристалла ниобата лития: в спектрах кристаллов стехиометрического состава отсутствует максимум в области 120 см-1 . Любое нарушение стехиометрии приводит к появлению линий в области 100-120см-1. Проградуировав зависимость интенсивности максимума от степени упорядочения катионной подрешетки кристалла, можно построить методику определения отклонения состава кристалла от стехиометрического.
В настоящее время ведутся работы по теоретической интерпретации наблюдаемого эффекта: выполняются расчеты плотности фононных состояний в низкочастотной области спектра в зависимости от особенностей упорядочения катионной подрешетки номинально чистых и примесных кристаллов ниобата лития.
Лаборатория материалов электронной техники.
