Исследование физических свойств и областей применения кристаллов ниобата лития | Статья в журнале «Техника. Технологии. Инженерия»

Авторы: ,

Рубрика: Электротехника

Опубликовано в Техника. Технологии. Инженерия №1 (3) январь 2017 г.

Дата публикации: 30.12.2016

Статья просмотрена: 493 раза

Библиографическое описание:

Альдебенева Е. П., Достовалов А. А. Исследование физических свойств и областей применения кристаллов ниобата лития // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — №1. — С. 14-17. — URL https://moluch.ru/th/8/archive/46/1840/ (дата обращения: 18.10.2018).



Ниобат лития имеет кристаллическую структуру. Закономерности строения элементарных структурных единиц, в особенности, степень симметричности, определяют физические свойства материала

Благодаря теории групп было доказано, что все типы кристаллических структур можно разложить на 14 типов решеток Браве [1] (рисунок 1).

Рис. 1. Решетки Браве

Каждая система (ромбическая, тригональная, кубическая и прочие) обладают собственными соотношениями сторон элементарной ячейки и кристаллографическими углами . На рисунке 2 изображены кристаллографические оси координат и углы между ними.

Рис. 2. Кристаллографические оси координат [1]

Для связи с внешней огранкой кристалла в геометрической кристаллографии применяется кристаллографическая система осей — X, Y, Z. Оси могут быть неортоганальными. При выборе системы координат руководствуются, в первую очередь, симметрией внешней огранки.

Кристалл ниобат лития в сегнетоэлектрической фазе при низкой температуре имеет ромбическую решетку [2]. Кристалл лития подвержен явлению анизотропии — показатель преломления, электропроводность и другие свойства меняются в зависимости от направления. Этот факт становится очевидным, если принять во внимание кристаллическую структуру ниобата лития, показанную на рисунке 3.

Рис. 3. Структура [2]

Для разных применений из материала вырезают пластину с нужной ориентацией кристаллической структуры. Срез кристалла обозначается с помощью декартовых координат. В общем случае, принимают кристалл идеальным, и привязывают к нему декартовы координаты [1]. Для лучшего понимания, рассмотрим на рисунке 4 самый простой случай: срез совпадает с плоскостью, которая определяется двумя осями координат, к примеру, X, Y.

Рис. 4. Схематичное изображение пластины Z-среза [1]

Нормаль к данной плоскости совпадает с осью Z. Срезы подобного вида называются стандартными, а данный срез, в частности, называется Z-срезом. Аналогично определяют кристаллы X и Y-срезов.

У ниобата лития неравное соотношение сторон кристаллической решетки. Главным отличием свойств кристаллов разных срезов является то, что X-срез обладает двулучепреломлением, а Z-срез — нет. В добавление к этому, у них разные электрооптические, акустооптические, пироэлектрические и др. коэффициенты. Отсюда и различное применение, обусловленное анизотропией физических свойств. На рисунке 5 изображена фотография пластин из ниобата лития.

Рис. 5. Пластины из ниобата лития

В 80-х годах прошлого столетия, в исследованиях посвященных стабильности работы интегральных оптических систем, рассматривались модуляторах, основанные на титанодиффузионных волноводах, подложки которых были созданы из ниобата лития Z-среза [3]. Однако в 2000-х годах выходят работы о волноводах, сформированных на подложках X-среза. Модуляторы, образованные на X-срезе имеют лучшую стабильность, обладают схожими процессами образования дрейфа показателя преломления оптических волноводов для титанодиффузионных и протонообменных модуляторов.

Поляризованные по Z-оси кристаллы ниобата лития приобрели широкое распространение в акустооптических системах, применяются как удвоители частот, как оптические параметрические генераторы, а также, в качестве устройств с квази-согласованной фазой.

Кристаллы X-среза используются для создания гироскопов в авиационной и морской навигации. Из этих кристаллов делают пьезоэлектрические преобразователи.

Пластины X-среза могут пропускать узкий диапазон длин волн. Благодаря этому свойству большое распространение пластины X-среза имеют в создании интерференционно-поляризационных фильтров.

Таким образом, ниобат лития имеет широчайшее применение, как в исследовательской работе, так и в прикладных задачах. Данный факт подчеркивает актуальность изучения данного кристалла. Однако для его эффективного использования необходимо учитывать структуру кристалла, и, соответственно, зависящие от этого физические свойства.

Литература:

  1. Блистанов А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики [Текст] / А. А. Блистанов. — М.: МИСИС, 2000. — 426 с.
  2. Sanna S. Lithium niobade X-cut, Y-cut and Z-cut surfaces from ab initio theory / Sally Sanna // Physical Review Letters. — NY., 2010 — P. 28–34.
  3. Ярив А. Оптические волны в кристаллах: пер. с англ. [Текст] / А. Ярив, П. М. Юх, А. В. Газорян. — М.: Мир, 1987. — 616 с.
Основные термины (генерируются автоматически): литий, кристаллическая структура, рисунок, кристалл, Брава, кристаллографическая ось координат.

Похожие статьи

Получение и рентгенографические исследования полевошпатовых...

литий, кристаллическая структура, рисунок, кристалл, Брава, кристаллографическая ось координат. Синтез органических производных меди (II).

Исследование модуляционных характеристик электрооптических...

Благодаря теории групп было доказано, что все типы кристаллических структур можно разложить на 14 типов решеток Браве [1] (рисунок 1). Исследование модуляционных характеристик электрооптических модуляторов на основе кристалла ниобата лития с...

Солнечные ячейки на основе перовскитов | Статья в журнале...

Кристаллическая решетка такого перовскита изображения на рисунке 1. Атомы метиламмония расположены в узлах слабо искаженной кубической решетки.

Рис. 1. Кристаллическая структура соединений перовскитов.

Влияние дефектов на физические свойства кристаллов

Форма всех структур кристаллической решетки зависит от структуры ионов в кристаллической решетке. Когда мы смотрим на чистый кристалл, то видим, как... Исследование физических свойств и областей применения... У ниобата лития неравное...

Получение и применение фотонных кристаллов

Термин «фотонный кристалл» был введен в работе Э. Яблоновича 1987 года, в которой он описал идею создания подобной структуры [1]. Фотонный

Основные термины (генерируются автоматически): фотонный кристалл, длина волны, кристалл, кристаллическая решетка...

Влияние света на модуляцию магнитного порядка кристалла...

Так в FeBO3, допированном ионами Ni, при засветке неполяризованным белым светом возникает одноосная магнитная анизотропия, ось которой не совпадает с осями кристаллографической анизотропии [1], а также пространственно модулированная магнитная структура [2]...

Общие закономерности образования -центров в кристаллах...

Таким образом, в кристаллах NaCl-Li (KCl-Li), KCl-Na и KCl-Sr аналогичны как структура, так и

Расчет размеров "окна", состоящего из трех анионов в плоскости, что в кристалле KCl-Li для выхода лития в

...внедренные атомы, находящиеся в пустотах кристаллической решетки.

Поляризационно-оптические свойства иона тербия в кристалле

Измерения проводились при распространении света вдоль кристаллографического направления [001] кристалла (рис.) . Погрешность установки осей кристалла составляла ~2°–3°.

Из рисунка хорошо видно, что линии поглощения 1, 4, 5 и 6 являются синглетными, и...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Получение и рентгенографические исследования полевошпатовых...

литий, кристаллическая структура, рисунок, кристалл, Брава, кристаллографическая ось координат. Синтез органических производных меди (II).

Исследование модуляционных характеристик электрооптических...

Благодаря теории групп было доказано, что все типы кристаллических структур можно разложить на 14 типов решеток Браве [1] (рисунок 1). Исследование модуляционных характеристик электрооптических модуляторов на основе кристалла ниобата лития с...

Солнечные ячейки на основе перовскитов | Статья в журнале...

Кристаллическая решетка такого перовскита изображения на рисунке 1. Атомы метиламмония расположены в узлах слабо искаженной кубической решетки.

Рис. 1. Кристаллическая структура соединений перовскитов.

Влияние дефектов на физические свойства кристаллов

Форма всех структур кристаллической решетки зависит от структуры ионов в кристаллической решетке. Когда мы смотрим на чистый кристалл, то видим, как... Исследование физических свойств и областей применения... У ниобата лития неравное...

Получение и применение фотонных кристаллов

Термин «фотонный кристалл» был введен в работе Э. Яблоновича 1987 года, в которой он описал идею создания подобной структуры [1]. Фотонный

Основные термины (генерируются автоматически): фотонный кристалл, длина волны, кристалл, кристаллическая решетка...

Влияние света на модуляцию магнитного порядка кристалла...

Так в FeBO3, допированном ионами Ni, при засветке неполяризованным белым светом возникает одноосная магнитная анизотропия, ось которой не совпадает с осями кристаллографической анизотропии [1], а также пространственно модулированная магнитная структура [2]...

Общие закономерности образования -центров в кристаллах...

Таким образом, в кристаллах NaCl-Li (KCl-Li), KCl-Na и KCl-Sr аналогичны как структура, так и

Расчет размеров "окна", состоящего из трех анионов в плоскости, что в кристалле KCl-Li для выхода лития в

...внедренные атомы, находящиеся в пустотах кристаллической решетки.

Поляризационно-оптические свойства иона тербия в кристалле

Измерения проводились при распространении света вдоль кристаллографического направления [001] кристалла (рис.) . Погрешность установки осей кристалла составляла ~2°–3°.

Из рисунка хорошо видно, что линии поглощения 1, 4, 5 и 6 являются синглетными, и...

Посетите сайты наших проектов

Задать вопрос