LiNbO3 kristallaridagi vibratsyon spektrasi g. Gʻulomov., M. Toshboyev. Turgunboyev Botir

LiNbO3 KRISTALLARIDAGI VIBRATSYON SPEKTRASI
G.Gʻulomov., M.Toshboyev. Turgunboyev Botir,
Sh.Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti.
Oʻzbekiston Respublikasi, 140104- Samarqand, Universitet xiyoboni- 15,

Romanov spektroskopiyasi tebranish spektroskopiyasi usullariga tegishli. Atomlar, molekulalar va qattiq jismlarni optik spektroskopiya yordamida o'rganish ushbu ob'ektlarning xususiyatlari haqida keng ma'lumot beradi. Eng keng tarqalgan usullar yorug'likning lyuminessensiya, yutilish, aks ettirish va tarqalish spektrlarini ro'yxatga olish va keyingi tahlil qilishdir. Yorug'lik tarqalishining bir necha turlari mavjud. Gazlar va suyuqliklardagi zichlikning tebranishlari va qattiq jismlarning bir jinsli bo'lmaganligi bo'yicha sochilish tushayotgan (qo'zg'atuvchi) elektromagnit to'lqin (foton energiyasi) chastotasining o'zgarishi bilan birga kelmaydi va Rayleigh tarqalishi (elastik sochilish) deb ataladi. Noelastik sochilishda tarqalishni qo'zg'atuvchi yorug'likning spektral kompozitsiyalari tarqalgan yorug'likdan farq qiladi. Yorug'likning gaz molekulalari yoki suyuqliklardagi atomlarning tebranishlari bilan yoki kristalldagi optik turdagi tebranishlari bilan o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladigan sochilish Raman tarqalishi (RS) deb ataladi. Kristal panjarasining optik tebranishlari deyiladi, ular kristalga tushgan yorug'lik bilan o'zaro ta'sir o'tkazishga qodir.

Ramanning tarqalishi tebranish spektrlarini o'rganishning eng informatsion usuli hisoblanadi, xususan, Raman kristallari fazaviy o'tishlarni o'rganishda qo'llaniladi, chunki kristall panjaraning qayta joylashishi tabiiy ravishda fononlarning simmetriyasi va energiyasining o'zgarishi bilan birga keladi. Bunday holda, Romanov spektroskopiyasi kristall panjara va molekulyar strukturaning xususiyatlarini ko'rsatadigan past chastotali rejimlar va tebranishlar haqida qo'shimcha ma'lumot berishi mumkin.
O'rnatishning eksperimental qismi.
Uzluksiz lazer nurlanishi bilan qo'zg'atilgan yarimo'tkazgich va dielektrik kristallarda hajmli ikkilamchi nurlanishni o'rganish texnikasi MDR-23U qo'sh difraksion spektrometri asosida yig'ilgan eksperimental qurilmada taqdim etilgan.
Qo'zg'alish manbai to'lqin uzunligi 532 nm, nurlanish quvvati P=50 mVt bo'lgan diodli nasosli lazer nurlanishi (DPSS) edi. Modernizatsiya qilingan o'rnatishning blok diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan.


1-rasm. Eksperimental qurilmaning blok-sxemasi: 1-lazer; 2,4 - fokusli linzalar; 3-namuna; 5, 11 - monoxromatorli tirqishlar; 6, 10 burilishli nometall; 7, 9 - monoxromatorli nometall; 12-PMT; 13 - kuchaytirgich-shakllantiruvchi, 14 - diskriminator; 15 - pulslarni hisoblash tizimi; 16 - kompyuter.

Tarqalgan yorug'lik MDR-23U monoxromatori yordamida 2-sonli diffraktsiya panjaralari (mm uchun 1200 chiziq) yordamida tahlil qilinadi. Fotonlarni hisoblash rejimida ishlaydigan FEU-79 yorug'likni ro'yxatga olish uchun qabul qiluvchi sifatida xizmat qiladi.

O'rnatishning ishlash printsipi. Fokuslovchi linza 2 orqali lazer nuri namuna 3 ga, fokuslovchi linza 4 orqali tarqalgan tarqoq nurlanish MDR-23U monoxromatorining kirish tirqishiga 5 kiradi. Fokus tekisligida kirish tirqishi joylashgan aylanuvchi oyna 6 va oyna sferik obyektiv 7 parallel nurni difraksion panjaraga 8 yo‘naltiradi. Difraksiyadan so‘ng parallel nurlar dastasi aylanuvchi sferik obyektiv 9 tomonidan fokuslanadi. ko'zgu 10, chiqish yorig'i, so'ngra PMT-ga - 79, va 13,14,15 va keyin 16-kompyuterda. Panjaraning belgilangan holatida spektrning tor qismi Raman signalidan kesiladi; diffraktsiya panjarasi aylantirilganda Raman signali chastotada skanerlanadi. Monoxromatordan o'tadigan tarqoq yorug'lik fotonlarni hisoblash rejimida ishlaydigan FEU-79 tomonidan qayd etiladi. PMT dan elektr signali impuls kuchaytirgich va shakllantiruvchiga pulsni hisoblash tizimiga va kompyuterga o'tadi.
Litiy niobat - LiNbO3 bir o'qli kristall bo'lib, xona haroratida birlik hujayraning asosini bir oz deformatsiyalangan NbO3 kislorodli oktaedr tashkil etadi, ular umumiy yuzlari va qirralariga ega bo'lgan tarzda o'zaro bog'langan. Niobat chiziqli kristalli (LiNbO3) qattiq jismlar fizikasining eng mashhur tadqiqot ob'ektlaridan biridir. Ushbu ferroelektrik kristalga bo'lgan qiziqish, asosan, uning akustika, akusto-optika, chiziqli bo'lmagan optikada, shuningdek, ma'lumotlarni yozib olish qurilmalarida keng qo'llanilishi bilan bog'liq.
Litiy niobatning o'ziga xos xususiyati - bu mos keladigan tarkibga ega bo'lgan yaxshi sifatli yirik kristallarni o'stirish imkoniyati. Kongruent kristallarda [Li]/[Nb] ≈ 0,94, bu stexiometrik tarkibdan [2] sezilarli darajada farq qiladi ([Li] va [Nb] mos ravishda Li va Nb atomlarining kontsentratsiyasi).
Ichki nuqsonlarning yuqori konsentratsiyasi (taxminan 6% kristalli hujayralar) lityum niobat kristalini buzilishdan kelib chiqadigan jismoniy ta'sirlarni o'rganish uchun qiziqarli ob'ektga aylantiradi. Bunday namunaviy ob'ektdagi tartibsizlikning rolini tushunish ferroelektrik va amorf materiallarni tavsiflash uchun yangi g'oyalarni berishi mumkin. Ushbu ishda biz sof litiy niobat kristallarida Raman spektrini o'rgandik.
2-rasmda Y(ZY)X sochilish geometriyasi uchun sof litiy niobat spektrlari ko‘rsatilgan bo‘lib, ularda E tipidagi sof ko‘ndalang (To) va siljigan optik fononlar va bo‘ylama (Lo) tebranishlar qo‘zg‘atiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, berilgan sochilish geometriyasi uchun birinchi indeks lazer nurlanishining tarqalish yo'nalishlarini, qavs ichidagi indekslar qo'zg'atuvchi va sochilgan yorug'likning qutblanishini, ikkinchisi esa ikkilamchi nurlanishning tarqalish yo'nalishlarini belgilaydi.


2-rasm. LiNBO3 kristalining ikkilamchi emissiya spektri 2-rasmdan ko'rinib turibdiki, Raman tensorini tanlash qoidalariga ko'ra, bu ikkilamchi nurlanish geometriyasi uchun lityum niobatning to'qqizta asosiy tebranishiga ruxsat beriladi. Bizning tajribamizda faqat yettita ko'ndalang (To) va uchta bo'ylama (Lo) tebranishlar kuzatildi.Ko'rinib turibdiki, bu tebranishlar NbO6 kislorodli oktaedr mintaqasidagi tebranishlar bilan bog'liq.
Shunday qilib, lityum niobat kristalining oddiy tuzilishiga qaramay, Y(ZY)X tarqalish geometriyasi uchun ikkilamchi Raman emissiya spektrlari juda murakkab bo'lib chiqadi va asosiy chastotalardan tashqari, qo'shimcha chiziqlarni ham o'z ichiga oladi. kristall strukturasining simmetriyasi.
ADABIYOT

1. 
   Sidorov N.V., Volk T.R., Mavrin B.N., Kalinnikov V.T. Litiy niobat: nuqsonlar, fotorefraktsiya, tebranish spektri, polaritonlar. M.: Nauka, 2003, 420 b.
   
2. 
   Palatnikov M.N., Sidorov N.V., Kalinnikov V.T. Niobiy va tantalning oksidli birikmalariga asoslangan temir-elektrik qattiq eritmalar. Sankt-Peterburg: Nauka, 2001, 394 b.