Кристалл танталата лития и его применение - 03

1.3. Легирование кристалла танталата лития.

В разных областях предъявляются разные требования к свойствам кристаллов танталата лития. При использовании для изготовления голографических устройств хранения информации высокой плотности и большой _{емкости} кристаллы LiTaO 3 должны обладать превосходными фоторефрактивными свойствами. Благодаря особенности кристаллической структуры LiTaO ₃ его физические свойства можно регулировать путем легирования, например широко используемого фоторефрактивного легирования. Фоторефрактивно-чувствительные ионы, легирующие кристаллы LiTaO ₃, действуют как фоторефрактивные центры и ионизуют свободные электроны или дырки под действием света, участвуя в построении пространственного электрического поля и, таким образом, усиливая фоторефрактивный эффект кристалла. Этот метод легирования требует, чтобы длина волны поглощения ионов легирующей примеси в кристалле соответствовала фактической необходимой длине волны. Ионы легирующей примеси должны существовать в кристалле в двух состояниях окисления одновременно, действуя как донор носителей и ловушка соответственно. Когда две степени окисления переходят друг в друга, генерируются электроны или дырки. В настоящее время для фоторефрактивного легирования обычно используются железо, марганец, медь и т. д., и железо имеет наилучшие характеристики. Последующие исследования показали, что хром, кобальт и никель мало влияют на накопительные свойства кристалла LiTaO ₃.

Когда ЛиТаО ₃кристаллы используются в других оптических областях, необходимо провести антифоторефрактивное легирование, для которого требуется, чтобы присадка была стабильной по валентности для уменьшения фоторефрактивного центра кристалла. Чжан Гоцюань, изучая элементы переходной группы, обнаружил, что единственное валентное состояние и полнооболочечная структура являются необходимыми условиями для антифоторефрактивных примесных ионов. В табл. 4 показаны структуры внешних электронных оболочек нескольких ионов.

Таблица 4.  Возможные валентности и структуры внешней оболочки устойчивых к фотоповреждениям ионов