Исследование закономерностей формирования физических характеристик кристаллических и керамических функциональных оксидных материалов на основе ниобия, тантала, редкоземельных и щелочных металлов

Сформулированы оптимальные технологические подходы к выращиванию методом Чохральского оптически однородных крупногабаритных кристаллов двойного легирования LiNbO3:B:Mg с высокой стойкостью к оптическому повреждению. Установлено, что композиционная и оптическую однородность кристаллов LiNbO3:B:Mg выше, чем кристаллов LiNbO3:Mg, а коэффициенты распределения для кристаллов, полученных по технологии гомогенного легирования, в ~ 1.25 – 1.45 раза выше, чем для кристаллов твердофазного легирования. В кристаллах LiNbO3:Mg:В подавление фоторефракции происходит при гораздо меньшей концентрации магния, чем в кристаллах LiNbO3:Mg. Впервые обнаружено, что в кристаллах LiNbO3 разного состава на особенности фотолюминесценции влияют особенности локализации дефектов в виде ОН-групп. В номинально чистых и легированных (В, Gd, Er, Nd, Dy, Mg, Zn, Y, Tb) кристаллов LiNbO3 одинарного и двойного легирования впервые обнаружена импульсная термостимулированная люминесценция, интенсивность которой увеличивается почти в два раза после воздействия β- и γ-излучения. Методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КРС) и рентгеновской дифракции показано, что в кристалле LiNbO3:Gd(0.003):Mg(0.65 мас.%) прямого легирования величина [Li]/[Nb] выше, чем в конгруэнтном кристалле. В спектрах КРС кристаллов прямого легирования LiNbO3:Gd(0.003):Mg(0.65 мас.%) и LiNbO3:Tb(2.24 мас.%) впервые обнаружен ряд малоинтенсивных линий в диапазоне 900-2500 см-1. Этот факт свидетельствует о сильном ангармоническом взаимодействии фундаментальных колебаний, в результате которого в кристалле возникает такой вид дефектов, как связанные состояния квазичастиц, дающих свой колебательный спектр (обертонные процессы). Таким образом, спектроскопия КРС в области обертонных состояний может явиться новым методом экспресс-контроля оптического качества монокристаллов ниобата лития. Разработаны технологические схемы жидкофазного синтеза кристаллических порошков (Y0.99Eu0.05Tb0.05)NbxTa1-xO4, (Gd0.94-xEu0.06Tbx)NbO4, (Gd0.94-xEu0.06Tbx)TaO4 и Li0.12Na0.88TayNb1-yO3 с использованием которых получены керамические образцы и исследованы их механические и люминесцентные характеристики. Показано, что в твердом растворе состава Li0.12Na0.88Ta0.5Nb0.5O3 имеет место суперионная проводимость. Проведенные исследования соответствуют мировому уровню. Результаты опубликованы в 46-ти статьях. 21 статья опубликована в журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus. Их них 13 статей опубликованы в журналах с квартилями Q1 и Q2 Web of Science и Scopus. 9 статей опубликованы в журналах из перечня ВАК. 13 статьей опубликованы в сборниках издательства ФИЦ КНЦ РАН, индексируемых в РИНЦ, 3 статьи - в сборниках трудов конференций, индексируемые в РИНЦ, 4 тезиса докладов опубликованы в изданиях, индексируемых в РИНЦ.