Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Блистанов А.А. -> "Кристаллы квантовой и нелинейной оптики" -> 74

Кристаллы квантовой и нелинейной оптики - Блистанов А.А.

Блистанов А.А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики — М.: МИСИС, 2000. — 432 c.
ISBN 5-87623-065--0
Скачать (прямая ссылка): kristllikvantovoynelineynoyfiziki2000.djvu
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 164 >> Следующая

Рассмотрим доменную структуру и монодоменизацию некоторых кристаллов, которые нашли наибольшее применение в практике. Для получения относительно полной картины формирования доменной структуры в кислородно-октаэдрических кристаллах можно рассмотреть кристаллы группы псевдоильменита (LiNb03 и ЫТаОз), кристаллы со структурой вольфрамовых бронз (BsNaNbsOis) и перовски-та (KNb03).
При переходе кристаллов LiNb03 и ЫТаОз из парафазы в сегне-тофазу происходит смещение катионов из центросимметричного положения в кислородном октаэдре в направлении одной из граней октаэдра, нормальной оси г (3) (рис 9.19, 9.20). При этом симметрия
кристалла переходит от центросимметричной - 3 ш к неценгросим-метричной - Зш.
Направление смещения катионов задает положительное направление вектора Рг. Положительным концом кристалла принято считать тот конец, который при охлаждении заряжается положительно [39]. Положительную сторону кристалла можно отличить по травлению: положительная плоскость кристаллической пластинки травится сильнее, чем отрицательная. При переполяризации катионы должны проходить через кислородные слои, т.е. проходить между тремя ионами кислорода (рис. 9.21). Для того чтобы катион (например, ион Li+) мог пройти через кислородный слой, расстояние от вершины до центра кислородного треугольника должно быть не меньше суммы ионных радиусов кислорода и катиона. С уменьшением температуры из-за термического сжатия это расстояние уменьшается (см. рис. 9.21) и в ниобате лития становится меньше суммы ионных радиусов кислорода и катиона уже при температуре 1423 К [40, 42, 43]. Переполяриза-ция ниобата лития при более низких температурах затруднена и ха-
197
с toon
Рис. 9.19. Смещение катионов (показаны стрелками) при сегнетоэлектрическом фазовом переходе ( 3 m -» 3m):
О -Nb5+; • - Li+; ? - структурная вакансия
Рис. 9.20. Проекция элементарной ячейки LiNbCh иа плоскость (1 2 10) [42, 43]. Горизонтальные линии - слон иоиов кислорода; светлые кружки - ионы Nb5+; темные кружки - ионы Li+:
а - парафаза; б - отрицательный домен; в - положительный домен
Я, НМ
Рис. 9.21. Температурная зависимость суммы R (О2 ) +R (Li+) в кислородном треугольнике [40]
растеризуется высокими коэрцитивными полями, близкими или даже превосходящими пробойные. Вопрос о возможности переполяриза-ции ниобата лития при низких (комнатных) температурах в последнее время привлекает особое внимание в связи с разработками методов получения регулярных доменных структур (РДС). Эти проблемы будут обсуждаться позднее в разделе, посвященном получению РДС.
198
Симметрия кристаллов LiNbCb и LiTaCb в сегнетофазе одинакова
- Згп, но структура доменов в этих кристаллах существенно различается. Это различие, по-видимому, в значительной мере определяется различием температуры Кюри.
Структура границ между доменами должна быть такой, чтобы доменная граница не вносила зарядов, оставляя кристалл электрически нейтральным. Это означает, что проекция вектора Ps на границу в одном домене должна быть равна и противоположна по знаку проекции вектора Ps на эту же границу в соседнем домене. Заряд доменной стенки будет нулевым, если векторы Р, в соседних доменах параллельны плоскости доменной границы и антипараллельны друг ДРУГУ-
Специфика доменной структуры LiNbCb состоит в том, что границы доменов противоположного знака, образующихся при переходе через Тк, могут быть не связаны с направлением спонтанной поляризации. Направление Ps должно быть параллельно границе доменов,
так как в противном случае на границе доменов должны возникать связанные заряды, что приведет к резкому повышению энергии доменных границ. Электростатическая энергия доменной границы может быть снижена, если в процессе переполяризации успевает проходить компенсация связанных зарядов свободными зарядами за счет сквозной электропроводности. Температура Кюри в кристаллах LiNbCb близка к температуре плавления, и сквозная проводимость при Т = Тк достаточно высока, чтобы обеспечить полную компенсацию связанных зарядов на границе доменов, так что границы доменов в LiNbCb оказываются не связанными с направлением Ps'.
Границы доменов, возникающие при охлаждении после выращивания кристалла LiNbCb, имеют форму, определяемую температурным полем и составом кристалла. В однородном электрическом поле, направленном вдоль оси кристалла, доменная граница в момент переполяризации кристалла фиксирует распределение температуры в кристалле, соответствующей равенству Т = Тк. В первом приближении равенство Т = Тк можно рассматривать как изотерму. Из-за близости температуры Кюри в LiNbCb к температуре плавления область кристалла, в которой происходит переполяризация, близка к фронту кристаллизации и форма температурного поля в зоне переполяризации близка к изотерме кристаллизации. Поэтому форма доменных границ во многом повторяет форму фронта кристаллизации. Однако
1 В действительности это утверждение не вполне справедливо. Как будет показано, даже если среднее положение доменной границы в ннобате лития нормально вектору Рг , ее микроструктура такова, что ее мнкроучасткн стремятся составить с Ps некоторый угол, меньший 90 град. Это уменьшает величину связанного заряда, которая даже при высокой электропроводности ие может быть идеально скомпенсирована.
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed