銅摻雜近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體的生長及其性能的研究.pdf

1、鈮酸鋰晶體具有優(yōu)良的電光和光學(xué)性能，在體全息存儲上具有廣泛應(yīng)用。但同成份LiNbO3晶體存在鋰空位、反位鈮等缺陷，造成載流子陷阱多、空間電荷易被捕獲，進(jìn)而限制該晶體某些領(lǐng)域應(yīng)用。盡管近化學(xué)計量比的晶體比同成份配比的本征缺陷少，但仍然存在摩爾分?jǐn)?shù)為1％的反位鈮和摩爾分?jǐn)?shù)為4％的鋰空位以及大量的極化子、雙極化子、氫離子、局域鈦鐵礦等缺陷結(jié)構(gòu)。為此，我們選擇光折變敏感的銅做為摻雜劑來進(jìn)一步研究能否降低甚至消除這一不利因素。 本文利用提

2、拉法，采用最優(yōu)工藝參數(shù)，生長出了無包裹物、無開裂、透明、組份均勻、光學(xué)均勻性好的摻雜近化學(xué)計量比LiNbO3晶體。對生長出來的摻雜晶體進(jìn)行了高溫退火、單疇極化及氧化還原等后處理。 X射線衍射結(jié)果表明，摻入的銅離子替代反位鈮（Nb4+），導(dǎo)致鋰空位缺陷變少，晶格畸變變小，隨著摻銅量的增加，Cu2+占鋰位（Li+）的同時，為了使電荷平衡產(chǎn)生空位并形成CuLi2+VLi，使空位數(shù)量增加。 由晶體紫外-可見吸收光譜推測出：化學(xué)

3、計量比LiNbO3晶體摻入銅后，Cu2+直接取代并占據(jù)Nb位形成反位鈮（NbLi4+）。Cu+取代正常晶格的Li位。 晶體紅外吸收光譜分析可知，助熔劑法生長的單摻銅鈮酸鋰晶體均為近化學(xué)計量比結(jié)構(gòu)，但在3479cm-1處本征缺陷較多，吸收峰比較大，偏離化學(xué)計量比鈮酸鋰的程度增大，缺陷結(jié)構(gòu)為NbLi4+-4（VLl）-，OH-吸收峰認(rèn)為是H+在缺陷集團(tuán)NbLi4+-OH--3（VLi）-中拉伸振動的結(jié)果。 二波耦合實驗結(jié)果表