Новая книга поможет разобраться в свойствах монокристаллических сегнетоэлектрических материалов, применяемых в электронной технике

Сотрудники Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра Николай Сидоров, Михаил Палатников, Наталья Теплякова, Ирина Бирюкова, Роман Титов, Ольга Макарова и Софья Маслобоева подготовили новую книгу «Монокристаллы ниобата и танталата лития разного состава и генезиса». Авторы поставили перед собой задачу систематизировать научные результаты многолетних исследований, полученные в лаборатории материалов электронной техники и вывести на другой качественный уровень исследования уникальных монокристаллов ниобата и танталата лития для создания новых материалов электронной техники на их основе. Большинство результатов были проведены при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.

Особые свойства монокристаллов ниобата и танталата лития (LiNbO3 и LiTaO3) делают их неотъемлемым компонентом преобразователей частоты лазерного и широкополосного излучения, оптических и пьезоэлектрических сенсоров, модуляторов световых пучков, фильтрах на объемных акустических волнах, оптических элементов, работающих в режиме квазисинхронизма, и других интегральных, лазерных и нелинейных оптических систем, акустоэлектронных и оптоэлектронных приборов. Уникальные физические характеристики этих монокристаллов изучены подробно, однако техническое развитие подстегивает разработку новых устройств и требует новых фундаментальных исследований, направленных на их модифицирование. Эти характеристики являются следствием широко развитой вторичной кристаллической структуры, состояние которой зависит от множества трудно контролируемых факторов.

Описать закономерности изменения свойств кристаллов под влиянием такого большого числа параметров – задача крайне объемная, требующая четкой структуры изложения. Шесть глав последовательно подводят читателя к пониманию основных закономерностей условий формирования монокристаллов ниобата и танталата лития на их структуру и, как следствие, особые свойства.

Первые пять глав посвящены монокристаллам ниобата лития. Первая глава рассказывает о синтезе, строении и свойствах номинально чистых монокристаллов с разным содержанием лития и ниобия в них. Вторая посвящена электрическим свойствам выращенных с использованием флюса оксида калия монокристаллов, близких к стехиометрическому составу, третья – фотоэлектрическим свойствам номинально чистых и легированных цинком монокристаллов. В четвертой главе изложены современные методы синтеза шихты, из которой выращиваются монокристаллы: твердофазный, жидкофазный и новый метод гомогенного легирования, развиваемый в последние годы в лаборатории материалов электронной техники ИХТРЭМС КНЦ РАН. Пятая глава рассказывает об особенностях получения и связанных с ними фотоэлектрическим свойствам, двойному лучепреломлению и другим особенностям строения номинально чистых монокристаллов, выращенных из шихты, легированной бором. Большое внимание авторы уделяют описанию влияния электронного строения легирующей добавки на физические свойства, дефектную структуру и особенности технологии монокристаллов ниобата лития.

Шестая глава посвящена монокристаллам танталата лития, их получению и физическим свойствам. Ученые сравнивают условия получения номинально чистых монокристаллов танталата и ниобата лития, описывают особенности твердофазного синтеза танталата лития и получение гранулированной шихты. Подробно рассказано об электрических характеристиках кристалла. Завершается глава изложением исследований свойств керамических ниобат-танталатных твердых растворов – системы LixTayNb1-yO3.

Помогает понять довольно сложный для неподготовленного читателя материал большое количество графиков, фазовых диаграмм, технологических схем и других иллюстраций. Хотя авторы издания заявляют, что не претендуют на полноту изложения исследований в области свойств и технологий получения монокристаллов ниобата и танталата лития, оно тем не менее охватывает большинство основных вопросов этой актуальной для современной электронной техники. Предназначено оно для аспирантов, преподавателей вузов и научных сотрудников, специализирующихся в области физического материаловедения, синтеза и исследования строения монокристаллических сегнетоэлектрических материалов. Тем, кто захочет разобраться в этой области знания более глубоко, адресован подробный, хорошо систематизированный библиографический список.