Закономерности формирования структуры, пороговые эффекты и взаимосвязь оптической и радиационной стойкости при одинарном и двойном легировании кристаллов ниобата лития нефоторефрактивными примесями

Кристаллы ниобата лития (LiNbO3) - широко востребованные материалы акусто- и оптоэлектроники, интегральной, лазерной и нелинейной оптики. Возможности их потенциального приложения существенно расширяются путем легирования примесями Zn, Mg, Gd и др., понижающими эффект фоторефракции и коэрцитивное поле. В этой связи актуальной фундаментальной задачей большой практической значимости является исследование закономерностей формирования структуры и физических характеристик кристаллов ниобата лития при изменении химического состава. Направленное легирование позволяет воздействовать на состояние ансамбля собственных и примесных дефектов, сопутствующих примесей и тем самым приводит к изменению оптических и электрофизических свойств кристаллов. Это открывает широкие возможности для получения функциональных материалов с улучшенными и принципиально новыми свойствами путем изменения химического состава, основной и вторичной (микро- и нано) структуры кристаллов. Если формирование дефектной структуры, пороговые эффекты и закономерности изменения физических характеристик при одинарном легировании кристаллов LiNbO3:Zn; LiNbO3:Mg, LiNbO3:Gd и др. ранее достаточно подробно изучались, то кристаллы с двойным легированием, такие как LiNbO3:Mg,Zn; LiNbO3:Mg,Gd; LiNbO3:Zn,Gd; и т.п. практически не исследовались. В то же время, сложные процессы формирования структуры и пороговые эффекты в кристаллах ниобата лития при двойном легировании могут приводить к мультипликативному эффекту и более радикально изменять характеристики кристаллов, чем при одинарном легировании. В частности, при этом могут весьма существенно возрастать нелинейно-оптические коэффициенты кристаллов ниобата лития. Кроме того, ряд приложений оптических устройств на основе кристаллов ниобата лития предполагает их эксплуатацию в условиях воздействия жесткого ионизирующего излучения. В связи с этим актуально исследовать оптическую и радиационную стойкость номинально чистых и легированных кристаллов ниобата лития, между которыми, как нами было показано ранее, существует устойчивая взаимосвязь. В проекте предполагается исследовать оптическую и радиационную стойкость легированных кристаллов ниобата лития с учетом особенностей изменения их дефектной структуры, наблюдающихся при изменении концентрации легирующих добавок.Важной задачей проекта будет сравнительное исследование закономерностей формирования тонких особенностей структуры, пороговых эффектов и взаимосвязи оптической и радиационной стойкости при одинарном и двойном легировании кристалла ниобата лития примесями, понижающими эффект фоторефракции, в зависимости от способа легирования, вторичной структуры и условий выращивания кристаллов.