銅摻雜近化學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)良的電光和光學性能，在體全息存儲上具有廣泛應用。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，進而限制該晶體某些領域應用。盡管近化學計量比的晶體比同成份配比的本征缺陷少，但仍然存在摩爾分數(shù)為1％的反位鈮和摩爾分數(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、光學均勻性好的摻雜近化學計量比LiNbO3晶體。對生長出來的摻雜晶體進行了高溫退火、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

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-吸收峰認為是H+在缺陷集團NbLi4+-OH--3（VLi）-中拉伸振動的結(jié)果。 二波耦合實驗結(jié)果表