Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

Бидоменные сегнетоэлектрические кристаллы: свойства и перспективы применения

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-1-5-56

Аннотация

Ниобат лития (LiNbO3) и танталат лития (LiTaO3) относятся к важнейшим и наиболее широко применяемым материалам когерентной и нелинейной оптики, а также акустики. Высокие требования, предъявляемые к однородности и воспроизводимости характеристик, стали основой промышленной технологии выпуска высококачественных кристаллов, освоенной многими предприятиями мира. Однако использование LiNbO3 и LiTaO3 не ограничивается перечисленными выше областями благодаря выраженным пьезо- и сегнетоэлектрическим свойствам. Одним из перспективных направлений использования кристаллов является создание на их основе электромеханических преобразователей для прецизионных сенсоров и актюаторов. При этом высокая термическая стабильность пьезоэлектрических и механических свойств, отсутствие гистерезиса и крипа позволяют создавать электромеханические преобразователи, способные работать в широком диапазоне температур, недостижимом для обычно используемых для этих целей сегнетокерамических материалов. Главным преимуществом LiNbO3 и LiTaO3 перед другими монокристаллическими пьезоэлектриками является возможность направленного воздействия на характеристики устройств путем управления сегнетоэлектрической доменной структурой кристаллов. Одним из наиболее ярких примеров использования доменной инженерии для создания электромеханических преобразователей на основе кристаллов является формирование в них так называемой бидоменной структуры — двух доменов макроскопического размера, расположенных в одной кристаллической пластине, имеющих встречно направленные векторы спонтанной поляризации и разделенных заряженной доменной стенкой. Высокие коэрцитивные поля переключения делают инверсные домены стабильными вплоть до температуры Кюри (порядка 1140 °C у LiNbO3 и 600 °C у LiTaO3). В обзоре рассмотрены основные достижения в области формирования бидоменной структуры и приповерхностных инверсных доменов в кристаллах LiNbO3 и LiTaO3. Представлены методы визуализации доменной структуры в кристаллах и неразрушающие методы контроля положения междоменной границы. Проведен сравнительный анализ методов формирования инверсных доменов в кристаллах, обсуждены закономерности и технологические приемы управления доменной структурой. Приведены основные физические модели, предложенные в литературе для объяснения эффекта образования инверсных доменов, рассмотрены их сильные и слабые стороны. Кратко перечислены способы выбора кристаллографического среза для создания устройств, в которых используются бидоменные кристаллы. Приведены примеры реализации устройств на основе бидоменных кристаллов: актюаторов, сенсоров, акустических преобразователей, систем сбора бросовой энергии.

Об авторах

И. В. Кубасов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049
Россия

ассистент, кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Кубасов Илья Викторович



А. М. Кислюк
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049
Россия

инженер 1-й категории, кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Кислюк Александр Михайлович



А. В. Турутин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049
Россия

инженер 1-й категории, кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Турутин Андрей Владимирович



М. Д. Малинкович
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049
Россия

канд. физ.-мат. наук, доцент, кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Малинкович Михаил Давыдович



Ю. Н. Пархоменко
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049; АО «Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «Гиредмет», ул. Электродная, д. 2, Москва, 111524
Россия

доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой Материаловедения полупроводников и диэлектриков

Пархоменко Юрий Николаевич



Список литературы

1. Wong K. K. (Ed.) Properties of Lithium Niobate. London: The Institution of Electrical Engineers, 2002. 429 p.

2. Volk T., Wöhlecke M. Lithium Niobate. V. 115. Berlin; Heidelberg: Springer, 2008. DOI: 10.1007/978-3-540-70766-0

3. Wooten E. L., Kissa K. M., Yi-Yan A., Murphy E. J., Lafaw D. A., Hallemeier P. F., Maack D., Attanasio D. V., Fritz D. J., McBrien G. J., Bossi D. E. A review of lithium niobate modulators for fiber-optic communications systems // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2000. V. 6, N 1. P. 69—82. DOI: 10.1109/2944.826874

4. Turner R. C., Fuierer P. A., Newnham R. E., Shrout T. R. Materials for high temperature acoustic and vibration sensors: A review // Appl. Acoust. 1994. V. 41, N 4. P. 299—324. DOI: 10.1016/0003-682X(94)90091-4

5. Ruppel C. C. W. Acoustic Wave Filter Technology. A Review // IEEE Tran. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2017. V. 64, N 9. P. 1390—1400. DOI: 10.1109/TUFFC.2017.2690905

6. Passaro V. M. N., Magno F. Holographic gratings in photorefractive materials: A review // Laser Phys. 2007. V. 17, N 3. P. 231—243. DOI: 10.1134/S1054660X07030012

7. Kwak C. H., Kim G. Y., Javidi B. Volume holographic optical encryption and decryption in photorefractive LiNbO3: Fe crystal // Opt. Commun. 2019. V. 437. P. 95—103. DOI: 10.1016/j.optcom.2018.12.049

8. Chauvet M., Henrot F., Bassignot F., Devaux F., Gauthier-Manuel L., Pêcheur V., Maillotte H., Dahmani B. High efficiency frequency doubling in fully diced LiNbO3 ridge waveguides on silicon // J. Opt. 2016. V. 18, N 8. P. 085503. DOI: 10.1088/2040-8978/18/8/085503

9. Tomita I. Highly efficient cascaded difference-frequency generation in periodically poled LiNbO3 devices with resonators // IEEJ Trans. Electr. Electron. Eng. 2018. V. 13, N 8. P. 1214—1215. DOI: 10.1002/tee.22687

10. Sharapova P. R., Luo K. H., Herrmann H., Reichelt M., Meier T., Silberhorn C. Toolbox for the design of LiNbO3-based passive and active integrated quantum circuits // New J. Phys. 2017. V. 19, N 12. P. 123009. DOI: 10.1088/1367-2630/aa9033

11. Zaltron A., Bettella G., Pozza G., Zamboni R., Ciampolillo M., Argiolas N., Sada C., Kroesen S., Esseling M., Denz C. Integrated optics on Lithium Niobate for sensing applications // Proc. SPIE. Optical Sensors. 2015. V. 9506. P. 950608. DOI: 10.1117/12.2178457

12. Janaideh M. Al, Rakheja S., Su C.-Y. Experimental characterization and modeling of rate-dependent hysteresis of a piezoceramic actuator // Mechatronics. 2009. V. 19, N 5. P. 656—670. DOI: 10.1016/j.mechatronics.2009.02.008

13. Devasia S., Eleftheriou E., Moheimani S. O. R. A Survey of control issues in nanopositioning // IEEE Trans. Control Syst. Technol. 2007. V. 15, N 5. P. 802—823. DOI: 10.1109/TCST.2007.903345

14. Hall D. A. Nonlinearity in piezoelectric ceramics // J. Mater. Sci. 2001. V. 36, N 19. P. 4575—4601. DOI: 10.1023/A:1017959111402

15. Zhou D., Kamlah M. Room-temperature creep of soft PZT under static electrical and compressive stress loading // Acta Mater. 2006. V. 54, N 5. P. 1389—1396. DOI: 10.1016/j.actamat.2005.11.010

16. Zhao X., Zhang C., Liu H., Zhang G., Li K. Analysis of Hysteresis-Free Creep of the Stack Piezoelectric Actuator // Math. Probl. Eng. 2013. V. 2013. P. 1—10. DOI: 10.1155/2013/187262

17. Croft D., Shed G., Devasia S. Creep, hysteresis, and vibration compensation for piezoactuators: atomic force microscopy application // J. Dynamic Systems, Measurement and Control. 2001. V. 123, N 1. P. 35—43. DOI: 10.1115/1.1341197

18. Rosenman G., Kugel V. D., Shur D. Diffusion-induced domain inversion in ferroelectrics // Ferroelectrics. 1995. V. 172, N 1. P. 7—18. DOI: 10.1080/00150199508018452

19. Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Turutin A. V., Bykov A. S., Kiselev D. A., Temirov A. A., Zhukov R. N., Sobolev N. A., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N. Low-frequency vibration sensor with a sub-nm sensitivity using a bidomain lithium niobate crystal // Sensors. 2019. V. 19, N 3. P. 614. DOI: 10.3390/s19030614

20. Palatnikov M. N., Sandler V. A., Sidorov N. V., Makarova O. V., Manukovskaya D. V. Conditions of application of LiNbO3 based piezoelectric resonators at high temperatures // Phys. Lett. A. 2020. V. 384, N 14. P. 126289. DOI: 10.1016/j.physleta.2020.126289

21. Islam M. S., Beamish J. Piezoelectric creep in LiNbO3, PMN-PT and PZT-5A at low temperatures // J. Appl. Phys. 2019. V. 126, N 20. P. 204101. DOI: 10.1063/1.5119351

22. Nakamura K., Shimizu H. Local domain inversion in ferroelectric crystals and its application to piezoelectric devices // Proc. IEEE Ultrasonics Symposium. P. 309—318. DOI: 10.1109/ULTSYM.1989.67000

23. Nakamura K. antipolarity domains formed by heat treatment of ferroelectric crystals and their applications // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. V. 31, N S1. P. 9. DOI: 10.7567/JJAPS.31S1.9

24. Zhang Z.-Y., Zhu Y., Wang H., Wang L., Zhu S., Ming N. Domain inversion in LiNbO3 and LiTaO3 induced by proton exchange // Phys. B: Condensed Matter. 2007. V. 398, N 1. P. 151—158. DOI: 10.1016/j.physb.2007.05.011

25. Кузьминов Ю. С. Ниобат и танталат лития: материалы для нелинейной оптики. М.: Наука, 1975. 224 c.

26. Weis R. S., Gaylord T. K. Lithium niobate: Summary of physical properties and crystal structure // Appl. Phys. A.: Solids and Surfaces. 1985. V. 37, N 4. P. 191—203. DOI: 10.1007/BF00614817

27. Toyoura K., Ohta M., Nakamura A., Matsunaga K. First-principles study on phase transition and ferroelectricity in lithium niobate and tantalate // J. Appl. Phys. 2015. V. 118, N 6. P. 064103. DOI: 10.1063/1.4928461

28. Zhang Z.-G., Abe T., Moriyoshi C., Tanaka H., Kuroiwa Y. Synchrotron-radiation X-ray diffraction evidence of the emergence of ferroelectricity in LiTaO3 by ordering of a disordered Li ion in the polar direction // Appl. Phys. Express. 2018. V. 11, N 7. P. 071501. DOI: 10.7567/APEX.11.071501

29. Sanna S., Schmidt W. G. Lithium niobate X -cut, Y-cut, and Z-cut surfaces from ab initio theory // Phys. Rev. B. 2010. V. 81, N 21. P. 214116. DOI: 10.1103/PhysRevB.81.214116

30. IEEE 176-1987 Standard on Piezoelectricity. New York: IEEE, 1988. DOI: 10.1109/IEEESTD.1988.79638

31. Abrahams S. C., Buehler E., Hamilton W. C., Laplaca S. J. Ferroelectric lithium tantalate - 3. Temperature dependence of the structure in the ferroelectric phase and the para-electric structure at 940°K // J. Phys. Chem. Solids. 1973. V. 34, N 3. P. 521—532. DOI: 10.1016/0022-3697(73)90047-4

32. Nakamura K., Hosoya M., Shimizu H. estimation of thickness of ferroelectric inversion layers in LiTaO3 plates by measuring piezoelectric responses // Jpn. J. Appl. Phys. 1990. V. 29, N S1. P. 95. DOI: 10.7567/JJAPS.29S1.95

33. Nakamura K., Ando H., Shimizu H. Partial domain inversion in LiNbO3 plates and its applications to piezoelectric devices // IEEE Ultrasonics Symposium, 1986. P. 719—722 DOI: 10.1109/ULTSYM.1986.198828

34. Boyd G. D., Miller R. C., Nassau K., Bond W. L., Savage A. LiNbO3: an efficient phase matchable nonlinear optical material // Appl. Phys. Lett. 1964. V. 5, N 11. P. 234—236. DOI: 10.1063/1.1723604

35. Kugel V. D., Rosenman G. Ferroelectric domain switching in heat-treated LiNbO3 crystals // Ferroelectr. Lett. Section. 1993. V. 15, N 3–4. P. 55—60. DOI: 10.1080/07315179308204239

36. Малинкович М. Д., Кубасов И. В., Темиров А. А., Кислюк А. М., Игнатьева Я. В., Гончарова Ю. В., Jachalke S., Stöcker H., Пархоменко Ю. Н. Пироэлектрические свойства бидоменных кристаллов ниобата лития // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2018. Т. 18, № 2. С. 426–429.

37. Nassau K., Levinstein H. J., Loiacono G. M. The domain structure and etching of ferroelectric lithium niobate // Appl. Phys. Lett. 1965. V. 6, N 11. P. 228—229. DOI: 10.1063/1.1754147

38. Yamada T., Niizeki N., Toyoda H. Piezoelectric and elastic properties of lithium niobate single crystals // Jpn. J. Appl. Phys. 1967. V. 6, N 2. P. 151—155. DOI: 10.1143/JJAP.6.151

39. Sones C. L., Mailis S., Brocklesby W. S., Eason R. W., Owen J. R. Differential etch rates in z-cut LiNbO3 for variable HF/HNO3 concentrations // J. Mater. Chem. 2002. V. 12, N 2. P. 295—298. DOI: 10.1039/b106279b

40. Webjorn J., Laurell F., Arvidsson G. Fabrication of periodically domain-inverted channel waveguides in lithium niobate for second harmonic generation // J. Lightwave Technology. 1989. V. 7, N 10. P. 1597—1600. DOI: 10.1109/50.39103

41. Niizeki N., Yamada T., Toyoda H. Growth ridges, etched hillocks, and crystal structure of lithium niobate // Jpn. J. Appl. Phys. 1967. V. 6, N 3. P. 318—327. DOI: 10.1143/JJAP.6.318

42. Sones C. L. Domain engineering techniques and devices in lithium niobate. Doctoral Thesis. University of Southampton, 2003, 167 p. URL: https://eprints.soton.ac.uk/15474/1/Sones_2003_thesis_2744.pdf

43. Güthner P., Dransfeld K. Local poling of ferroelectric polymers by scanning force microscopy // Appl. Phys. Lett. 1992. V. 61, N 9. P. 1137—1139. DOI: 10.1063/1.107693

44. Soergel E. Piezoresponse force microscopy (PFM) // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44, N 46. P. 464003. DOI: 10.1088/0022-3727/44/46/464003

45. Kalinin S. V., Bonnell D. A. Imaging mechanism of piezoresponse force microscopy of ferroelectric surfaces // Phys. Rev. B. 2002. V. 65, N 12. P. 125408. DOI: 10.1103/PhysRevB.65.125408

46. Kubasov I. V., Timshina M. S., Kiselev D. A., Malinkovich M. D., Bykov A. S., Parkhomenko Y. N. Interdomain region in single-crystal lithium niobate bimorph actuators produced by light annealing // Crystallogr. Rep. 2015. V. 60, N 5. P. 700—705. DOI: 10.1134/S1063774515040136

47. Kubasov I. V., Kislyuk A. . M., Bykov A. S., Malinkovich M. D., Zhukov R. N., Kiselev D. A., Ksenich S. V., Temirov A. A., Timushkin N. G., Parkhomenko Y. N. Bidomain structures formed in lithium niobate and lithium tantalate single crystals by light annealing // Crystallogr. Rep. 2016. V. 61, N 2. P. 258—262. DOI: 10.1134/S1063774516020115

48. Kislyuk A. M., Ilina T. S., Kubasov I. V., Kiselev D. A., Temirov A. A., Turutin A. V., Malinkovich M. D., Polisan A. A., Parkhomenko Y. N. Tailoring of stable induced domains near a charged domain wall in lithium niobate by probe microscopy // Mod. Electron. Mater. 2019. V. 5, N 2. P. 51—60. DOI: 10.3897/j.moem.5.2.51314

49. Кислюк А. М., Ильина Т. С., Кубасов И. В., Киселев Д. А., Темиров А. А., Турутин А. В., Малинкович М. Д., Полисан А. А., Пархоменко Ю. Н. Формирование стабильных индуцированных доменов в области заряженной междоменной границы в ниобате лития с помощью зондовой микроскопии // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2019. Т. 22, № 1. С. 5—17. DOI: 10.17073/1609-3577-2019-1-5-17

50. Yin Q. R., Zeng H. R., Li G. R., Xu Z. K. Near-field acoustic microscopy of ferroelectrics and related materials // Mater. Sci. Eng. B. 2003. V. 99, N 1–3. P. 2—5. DOI: 10.1016/S0921-5107(02)00438-5

51. Yin Q. R., Zeng H. R., Yu H. F., Li G. R. Near-field acoustic and piezoresponse microscopy of domain structures in ferroelectric material // J. Mater. Sci. 2006. V. 41, N 1. P. 259—270. DOI: 10.1007/s10853-005-7244-2

52. Berth G., Hahn W., Wiedemeier V., Zrenner A., Sanna S., Schmidt W. G. Imaging of the ferroelectric domain structures by confocal raman spectroscopy // Ferroelectrics. 2011. V. 420, N 1. P. 44—48. DOI: 10.1080/00150193.2011.594774

53. Rüsing M., Neufeld S., Brockmeier J., Eigner C., Mackwitz P., Spychala K., Silberhorn C., Schmidt W. G., Berth G., Zrenner A., Sanna S. Imaging of 180° ferroelectric domain walls in uniaxial ferroelectrics by confocal Raman spectroscopy: Unraveling the contrast mechanism // Phys. Rev. Mater. 2018. V. 2, N 10. P. 103801. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.2.103801

54. Dierolf V., Sandmann C., Kim S., Gopalan V., Polgar K. Ferroelectric domain imaging by defect-luminescence microscopy // J. Appl. Phys. 2003. V. 93, N 4. P. 2295—2297. DOI: 10.1063/1.1538333

55. Otto T., Grafström S., Chaib H., Eng L. M. Probing the nanoscale electro-optical properties in ferroelectrics // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84, N 7. P. 1168—1170. DOI: 10.1063/1.1647705

56. Pei S.-C., Ho T.-S., Tsai C.-C., Chen T.-H., Ho Y., Huang P.-L., Kung A. H., Huang S.-L. Non-invasive characterization of the domain boundary and structure properties of periodically poled ferroelectrics // Opt. Express. 2011. V. 19, N 8. P. 7153. DOI: 10.1364/OE.19.007153

57. Bozhevolnyi S. I., Pedersen K., Skettrup T., Zhang X., Belmonte M. Far- and near-field second-harmonic imaging of ferroelectric domain walls // Opt. Commun. 1998. V. 152, N 4–6. P. 221—224. DOI: 10.1016/S0030-4018(98)00176-X

58. Neacsu C. C., van Aken B. B., Fiebig M., Raschke M. B. Second-harmonic near-field imaging of ferroelectric domain structure of YMnO3 // Phys. Rev. B. 2009. V. 79, N 10. P. 100107. DOI: 10.1103/PhysRevB.79.100107

59. Sheng Y., Best A., Butt H.-J., Krolikowski W., Arie A., Koynov K. Three-dimensional ferroelectric domain visualization by Čerenkov-type second harmonic generation // Opt. Express. 2010. V. 18, N 16. P. 16539. DOI: 10.1364/OE.18.016539

60. Kämpfe T., Reichenbach P., Schröder M., Haußmann A., Eng L. M., Woike T., Soergel E. Optical three-dimensional profiling of charged domain walls in ferroelectrics by Cherenkov second-harmonic generation // Phys. Rev. B. 2014. V. 89, N 3. P. 035314. DOI: 10.1103/PhysRevB.89.035314

61. Cherifi-Hertel S., Bulou H., Hertel R., Taupier G., Dorkenoo K. D., Andreas C., Guyonnet J., Gaponenko I., Gallo K., Paruch P. Non-ising and chiral ferroelectric domain walls revealed by nonlinear optical microscopy // Nature Commun. 2017. V. 8, N 1. P. 15768. DOI: 10.1038/ncomms15768

62. Irzhak D. V., Kokhanchik L. S., Punegov D. V., Roshchupkin D. V. Study of the specific features of lithium niobate crystals near the domain walls // Phys. Solid State. 2009. V. 51, N 7. P. 1500—1502. DOI: 10.1134/S1063783409070452

63. Tasson M., Legal H., Peuzin J. C., Lissalde F. C. Mécanismes d′orientation de la polarisation spontanée dans le niobate de lithium au voisinage du point de Curie // Phys. Status Solidi (a). 1975. V. 31, N 2. P. 729—737. DOI: 10.1002/pssa.2210310246

64. Ballman A. A., Brown H. Ferroelectric domain reversal in lithium metatantalate // Ferroelectrics. 1972. V. 4, N 1. P. 189—194. DOI: 10.1080/00150197208235761

65. Shur V. Y. Kinetics of ferroelectric domains: Application of general approach to LiNbO3 and LiTaO3 // J. Mater. Sci. 2006. V. 41, N 1. P. 199—210. DOI: 10.1007/s10853-005-6065-7

66. Rosenman G., Urenski P., Agronin A., Rosenwaks Y., Molotskii M. Submicron ferroelectric domain structures tailored by high-voltage scanning probe microscopy // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82, N 1. P. 103—105. DOI: 10.1063/1.1534410

67. Shur V. Y., Chezganov D. S., Smirnov M. M., Alikin D. O., Neradovskiy M. M., Kuznetsov D. K. Domain switching by electron beam irradiation of Z+-polar surface in Mg-doped lithium niobate // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105, N 5. P. 052908. DOI: 10.1063/1.4891842

68. Kuroda A., Kurimura S., Uesu Y. Domain inversion in ferroelectric MgO : LiNbO3 by applying electric fields // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69, N 11. P. 1565—1567. DOI: 10.1063/1.117031

69. Volk T. R., Kokhanchik L. S., Gainutdinov R. V., Bodnarchuk Y. V., Lavrov S. D. Domain formation on the nonpolar lithium niobate surfaces under electron-beam irradiation: A review // J. Advanced Dielectrics. 2018. V. 08, N 02. P. 1830001. DOI: 10.1142/S2010135X18300013

70. Makio S., Nitanda F., Ito K., Sato M. Fabrication of periodically inverted domain structures in LiTaO3 and LiNbO3 using proton exchange // Appl. Phys. Lett. 1992. V. 61, N 26. P. 3077—3079. DOI: 10.1063/1.107990

71. Pendergrass L. L. Ferroelectric microdomain reversal at room temperature in lithium niobate // J. Appl. Phys. 1987. V. 62, N 1. P. 231—236. DOI: 10.1063/1.339186

72. Bermúdez V., Dutta P. S., Serrano M. D., Diéguez E. In situ poling of LiNbO3 bulk crystal below the Curie temperature by application of electric field after growth // J. Crystal Growth. 1996. V. 169, N 2. P. 409—412. DOI: 10.1016/S0022-0248(96)00742-7

73. Malinkovich M. D., Bykov A. S., Kubasov I. V., Kiselev D. A., Ksenich S. V., Zhukov R. N., Temirov A. A., Timushkin N. G., Parkhomenko Y. N. Formation of a bidomain structure in lithium niobate wafers for beta-voltaic alternators // Russ. Microelectron. 2016. V. 45, N 8–9. P. 582—586. DOI: 10.1134/S1063739716080096

74. Tasson M., Legal H., Gay J. C., Peuzin J. C., Lissalde F. C. Piezoelectric study of poling mechanism in lithium niobate crystals at temperature close to the curie point // Ferroelectrics. 1976. V. 13, N 1. P. 479—481. DOI: 10.1080/00150197608236646

75. Luh Y. S., Feigelson R. S., Fejer M. M., Byer R. L. Ferroelectric domain structures in LiNbO3 single-crystal fibers // J. Crystal Growth. 1986. V. 78, N 1. P. 135—143. DOI: 10.1016/0022-0248(86)90510-5

76. Luh Y. S. S., Fejer M. M. M., Byer R. L. L., Feigelson R. S. S. Stoichiometric LiNbO3 single-crystal fibers for nonlinear optical applications // J. Crystal Growth. 1987. V. 85, N 1–2. P. 264—269. DOI: 10.1016/0022-0248(87)90233-8

77. Bykov A. S., Grigoryan S. G., Zhukov R. N., Kiselev D. A., Ksenich S. V., Kubasov I. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N. Formation of bidomain structure in lithium niobate plates by the stationary external heating method // Russ. Microelectron. 2014. V. 43, N 8. P. 536—542. DOI: 10.1134/S1063739714080034

78. Быков А. С., Григорян С. Г., Жуков Р. Н., Киселев Д. А., Кубасов И. В., Малинкович М. Д., Пархоменко Ю. Н. Формирование бидоменной структуры в пластинах монокристаллических сегнетоэлектриков стационарным распределением температурных полей // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2013. Т. 16, № 1. С. 11—17.

79. Nakamura K., Ando H., Shimizu H. Ferroelectric domain inversion caused in LiNbO3 plates by heat treatment // Appl. Phys. Lett. 1987. V. 50, N 20. P. 1413—1414. DOI: 10.1063/1.97838

80. Barns R. L., Carruthers J. R. Lithium tantalate single crystal stoichiometry // J. Appl. Crystallogr. 1970. V. 3, N 5. P. 395—399. DOI: 10.1107/s0021889870006490

81. Fukuma M., Noda J. Li in- and out-diffusion processes in LiNbO3 // Jpn. J. Appl. Phys. 1981. V. 20, N 10. P. 1861—1865. DOI: 10.1143/JJAP.20.1861

82. Carruthers J. R., Kaminow I. P., Stulz L. W. diffusion kinetics and optical waveguiding properties of outdiffused layers in lithium niobate and lithium tantalate // Appl. Opt. 1974. V. 13, N 10. P. 2333. DOI: 10.1364/AO.13.002333

83. Kaminow I. P., Carruthers J. R. Optical waveguiding layers in LiNbO3 and LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1973. V. 22, N 7. P. 326—328. DOI: 10.1063/1.1654657

84. Svaasand L. O., Eriksrud M., Nakken G., Grande A. P. Solid-solution range of LiNbO3 // J. Crystal Growth. 1974. V. 22, N 3. P. 230—232. DOI: 10.1016/0022-0248(74)90099-2

85. Allemann J. A., Xia Y., Morriss R. E., Wilkinson A. P., Eckert H., Speck J. S., Levi C. G., Lange F. F., Anderson S. Crystallization behavior of Li1-5xTa1+xO3 glasses synthesized from liquid precursors // J. Mater. Res. 1996. V. 11, N 09. P. 2376—2387. DOI: 10.1557/JMR.1996.0301

86. Bordui P. F., Norwood R. G., Bird C. D., Carella J. T. Stoichiometry issues in single-crystal lithium tantalate // J. Appl. Phys. 1995. V. 78, N 7. P. 4647—4650. DOI: 10.1063/1.359811

87. Holman R. L. Novel uses of gravimetry in the processing of crystalline ceramics / In: Processing of Crystalline Ceramics (Materials Science Research, V. 11), H. (III) Palmour, R. F. Davis and T. M. Hare, Eds. New York: Plenum Press, 1978. P. 343—357.

88. Евланова Н. Ф., Рашкович Л. Н. Влияние отжига на доменную структуру монокристаллов метаниобата лития // Физика твердого тела. 1974. Т. 16, № 2. С. 555—557.

89. Evlanova N. L., Rashkovich L. N. Annealing Effect on domain-structure of lithium meta-niobate single-crystals // Sov. Phys. Solid State. 1974. V. 16. P. 354

90. Ohnishi N. An etching study on a heat-induced layer at the positive-domain surface of LiNbO3 // Jpn. J. Appl. Phys. 1977. V. 16, N 6. P. 1069—1070. DOI: 10.1143/JJAP.16.1069

91. Hsu W.-Y., Gupta M. C. Domain inversion in MgO-diffused LiNbO3 // Appl. Opt. 1993. V. 32, N 12. P. 2049. DOI: 10.1364/AO.32.002049

92. Kugel V. D., Rosenman G. Domain inversion in heat-treated LiNbO3 crystals // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 62, N 23. P. 2902—2904. DOI: 10.1063/1.109191

93. Kugel V. D., Rosenman G. Polarization reversal in LiNbO3 crystals under asymmetric diffusion conditions // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65, N 19. P. 2398—2400. DOI: 10.1063/1.112687

94. Åhlfeldt H. Single-domain layers formed in heat-treated LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64, N 24. P. 3213—3215. DOI: 10.1063/1.111340

95. Pryakhina V. I., Greshnyakov E. D., Lisjikh B. I., Akhmatkhanov A. R., Alikin D. O., Shur V. Y., Bartasyte A. As-grown domain structure in lithium tantalate with spatially nonuniform composition // Ferroelectrics. 2018. V. 525, N 1. P. 47—53. DOI: 10.1080/00150193.2018.1432926

96. Rosenman G., Kugel V. D., Angert N. Domain inversion in LiNbO3 optical waveguides // Ferroelectrics. 1994. V. 157, N 1. P. 111—116. DOI: 10.1080/00150199408229491

97. Kubasov I., Kislyuk A., Ilina T., Shportenko A. Kiselev D., Turutin A., Temirov A., Malinkovich M., Parhomenko Yu. Charged domain walls in reduced bidomain lithium niobate single crystals. 2020. DOI: 10.13140/RG.2.2.15387.00804

98. Yamamoto K., Mizuuchi K., Takeshige K., Sasai Y., Taniuchi T. Characteristics of periodically domain-inverted LiNbO3 and LiTaO3 waveguides for second harmonic generation // J. Appl. Phys. 1991. V. 70, N 4. P. 1947—1951. DOI: 10.1063/1.349477

99. Fujimura M., Suhara T., Nishihara H. Ferroelectric-domain inversion induced by SiO2 cladding for LiNbO3 waveguide SHG // Electronics Lett. 1991. V. 27, N 13. P. 1207. DOI: 10.1049/el:19910752

100. Fujimura M., Suhara T., Nishihara H. LiNbO3 waveguide SHG devices based on a ferroelectric domain-inverted grating induced by SiO2 cladding // Electron. Commun. Jpn. (Pt II: Electronics). 1992. V. 75, N 12. P. 40—49. DOI: 10.1002/ecjb.4420751205

101. Webjorn J., Laurell F., Arvidsson G. Blue light generated by frequency doubling of laser diode light in a lithium niobate channel waveguide // IEEE Photonics Technol. Lett. 1989. V. 1, N 10. P. 316–318. DOI: 10.1109/68.43360

102. Jackel J. L. Suppression of outdiffusion in titanium diffused LiNbO3: A review // J. Opt. Commun. 1982. V. 3, N 3. P. 82—85. DOI: 10.1515/JOC.1982.3.3.82

103. Naumova I. I., Evlanova N. F., Gliko O. A., Lavrichev S. V. Czochralski-grown lithium niobate with regular domain structure // Ferroelectrics. 1997. V. 190, N 1. P. 107—112. DOI: 10.1080/00150199708014101

104. Kracek F. C. The binary system Li2O–SiO2 // J. Phys. Chem. 1930. V. 34, N 12. P. 2641—2650. DOI: 10.1021/j150318a001

105. Duan Y., Pfeiffer H., Li B., Romero-Ibarra I. C., Sorescu D. C., Luebke D. R., Halley J. W. CO2 capture properties of lithium silicates with different ratios of Li2O/SiO2: an ab initio thermodynamic and experimental approach // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15, N 32. p. 13538—13558. DOI: 10.1039/c3cp51659h

106. Migge H. Estimation of free energies for Li8SiO6 and Li4SiO4 and calculation of the phase diagram of the Li-Si-O system // J. Nuclear Mater. 1988. V. 151, N 2. P. 101—107. DOI: 10.1016/0022-3115(88)90061-X

107. Kulkarni N. S., Besmann T. M., Spear K. E. Thermodynamic optimization of lithia-alumina // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91, N 12. P. 4074—4083. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2008.02753.x

108. Zuev M. G. Subsolidus phase relations in the Al2O3-Li2O-Ta2O5 (Nb2O5) systems // Russ. J. Inorg. Chem. 2007. V. 52, N 3. P. 424—426. DOI: 10.1134/S0036023607030217

109. Konar B., Van Ende M.-A., Jung I.-H. Critical evaluation and thermodynamic optimization of the Li2O-Al2O3 and Li2O-MgO-Al2O3 systems // Metall. Mater. Trans. B. 2018. V. 49, N 5. P. 2917—2944. DOI: 10.1007/s11663-018-1349-x

110. Konar B., Kim D.-G., Jung I.-H. Coupled phase diagram experiments and thermodynamic optimization of the binary Li2O-MgO and Li2O-CaO systems and ternary Li2O-MgO-CaO system // Ceram. Int. 2017. V. 43, N 16. P. 13055—13062. DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.06.143

111. Ferriol M., Dakki A., Cohen-Adad M. T., Foulon G., Brenier A., Boulon G. Growth and characterization of MgO-doped single-crystal fibers of lithium niobate in relation to high temperature phase equilibria in the ternary system Li2O-Nb2O5-MgO // J. Crystal Growth. 1997. V. 178, N 4. P. 529—538. DOI: 10.1016/S0022-0248(97)00002-X

112. Caccavale F., Chakraborty P., Mansour I., Gianello G., Mazzoleni M., Elena M. A secondary-ion-mass spectrometry study of magnesium diffusion in lithium niobate // J. Appl. Phys. 1994. V. 76, N 11. P. 7552—7558. DOI: 10.1063/1.357988

113. Bremer T., Hertel P., Oelschig S., Sommerfeldt R., Heiland W. Depth profiling of magnesium- and titanium-doped LiNbO3 waveguides // Thin Solid Films. 1989. V. 175. P. 235—239. DOI: 10.1016/0040-6090(89)90833-X

114. Koyama C., Nozawa J., Fujiwara K., Uda S. Effect of point defects on Curie temperature of lithium niobate // J. Am. Ceram. Soc. 2017. V. 100, N 3. P. 1118—1124. DOI: 10.1111/jace.14701

115. Palatnikov M. N., Biryukova I. V., Makarova O. V., Efremov V. V., Kravchenko O. E., Skiba V. I., Sidorov N. V., Efremov I. N. Growth of heavily doped LiNbO3<Zn> crystals // Inorganic Mater. 2015. V. 51, N 4. P. 375—379. DOI: 10.1134/S0020168515040123

116. Paul M., Tabuchi M., West A. R. Defect structure of Ni,Co-doped LiNbO3 and LiTaO3 // Chem. Mater. 1997. V. 9, N 12. P. 3206—3214. DOI: 10.1021/cm970511t

117. Grabmaier B. C., Otto F. Growth and investigation of MgO-doped LiNbO3 // J. Crystal Growth. 1986. V. 79, N 1–3. P. 682—688. DOI: 10.1016/0022-0248(86)90537-3

118. Hao L., Li Y., Zhu J., Wu Z., Deng J., Liu X., Zhang W. Fabrication and electrical properties of LiNbO3/ZnO/n-Si heterojunction // AIP Advances. 2013. V. 3, N 4. P. 042106. DOI: 10.1063/1.4800705

119. Gupta V., Bhattacharya P., Yuzyuk Y. I., Katiyar R. S., Tomar M., Sreenivas K. Growth and characterization of c-axis oriented LiNbO3 film on a transparent conducting Al : ZnO inter-layer on Si // J. Mater. Res. 2004. V. 19, N 8. P. 2235—2239. DOI: 10.1557/JMR.2004.0322

120. Lau C.-S., Wei P.-K., Su C.-W., Wang W.-S. Fabrication of magnesium-oxide-induced lithium outdiffusion waveguides // IEEE Photonics Technol. Lett. 1992. V. 4, N 8. P. 872—875. DOI: 10.1109/68.149892

121. Ohlendorf G., Richter D., Sauerwald J., Fritze H. High-temperature electrical conductivity and electro-mechanical properties of stoichiometric lithium niobate // Diffusion Fundamentals. 2008. V. 8. P. 6.1—6.7. URL: https://diffusion.uni-leipzig.de/pdf/volume8/diff_fund_8(2008)6.pdf

122. Schmidt R. V., Kaminow I. P. Metal-diffused optical waveguides in LiNbO3 // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25, N 8. P. 458—460. DOI: 10.1063/1.1655547

123. Miyazawa S. Ferroelectric domain inversion in Ti-diffused LiNbO3 optical waveguide // J. Appl. Phys. 1979. V. 50, N 7. P. 4599—4603. DOI: 10.1063/1.326568

124. Thaniyavarn S., Findakly T., Booher D., Moen J. Domain inversion effects in Ti-LiNbO3 integrated optical devices // Appl. Phys. Lett. 1985. V. 46, N 10. P. 933—935. DOI: 10.1063/1.95825

125. Nozawa T., Miyazawa S. Ferroelectric microdomains in Ti-diffused LiNbO3 optical devices // Jpn. J. Appl. Phys. 1996. V. 35, N 1R. P. 107—113. DOI: 10.1143/JJAP.35.107

126. Lim E. J., Fejer M. M., Byer R. L. Second-harmonic generation of green light in periodically poled planar lithium niobate waveguide // Electron. Lett. 1989. V. 25, N 3. P. 174. DOI: 10.1049/el:19890127

127. Lim E. J., Hertz H. M., Bortz M. L., Fejer M. M. Infrared radiation generated by quasi-phase-matched difference-frequency mixing in a periodically poled lithium niobate waveguide // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 59, N 18. P. 2207—2209. DOI: 10.1063/1.106071

128. Cao X., Srivastava R., Ramaswamy R. V. Efficient quasi-phase-matched blue second-harmonic generation in LiNbO3 channel waveguides by a second-order grating // Opt. Lett. 1992. V. 17, N 8. P. 592. DOI: 10.1364/OL.17.000592

129. Hua P.-R., Dong J.-J., Ren K., Chen Z.-X. Erasure of ferroelectric domain inversion in Ti-diffused LiNbO3 optical waveguide by Li-rich vapor-transport equilibration // J. Alloys Compd. 2015. V. 626. P. 203—207. DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.12.001

130. Guenais B., Baudet M., Minier M., Le Cun M. Phase equilibria and curie temperature in the LiNbO3-xTiO2 system, investigated by DTA and x-ray diffraction // Mater. Res. Bull. 1981. V. 16, N 6. P. 643—653. DOI: 10.1016/0025-5408(81)90263-4

131. Bordui P. F., Norwood R. G., Jundt D. H., Fejer M. M. Preparation and characterization of off-congruent lithium niobate crystals // J. Appl. Phys. 1992. V. 71, N 2. P. 875—879. DOI: 10.1063/1.351308

132. Caccavale F., Chakraborty P., Quaranta A., Mansour I., Gianello G., Bosso S., Corsini R., Mussi G. Secondary-ion-mass spectrometry and near-field studies of Ti:LiNbO3 optical waveguides // J. Appl. Phys. 1995. V. 78, N 9. P. 5345—5350. DOI: 10.1063/1.359713

133. Izquierdo G., West A. R. Phase equilibria in the system Li2O-TiO2 // Mater. Res. Bull. 1980. V. 15, N 11. P. 1655—1660. DOI: 10.1016/0025-5408(80)90248-2

134. Villafuerte-Castrejón M. E., Aragón-Piña A., Valenzuela R., West A. R. Compound and solid-solution formation in the system Li2O-Nb2O5-TiO2 // J. Solid State Chem. 1987. V. 71, N 1. P. 103—108. DOI: 10.1016/0022-4596(87)90147-2

135. Rice C. E., Holmes R. J. A new rutile structure solid-solution phase in the LiNb3O8-TiO2 system, and its role in Ti diffusion into LiNbO3 // J. Appl. Phys. 1986. V. 60, N 11. P. 3836—3839. DOI: 10.1063/1.337777

136. Jackel J. L., Ramaswamy V., Lyman S. P. Elimination of out-diffused surface guiding in titanium-diffused LiNbO3 // Appl. Phys. Lett. 1981. V. 38, N 7. P. 509—511. DOI: 10.1063/1.92433

137. Ranganath T. R., Wang S. Suppression of Li2O out-diffusion from Ti-diffused LiNbO3 optical waveguides // Appl. Phys. Lett. 1977. V. 30, N 8. P. 376—379. DOI: 10.1063/1.89438

138. Chen B., Pastor A. C. Elimination of Li2O out-diffusion waveguide in LiNbO3 and LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1977. V. 30, N 11. P. 570—571. DOI: 10.1063/1.89263

139. Baron C., Cheng H., Gupta M. C. Domain inversion in LiTaO3 and LiNbO3 by electric field application on chemically patterned crystals // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 481, N 1996. P. 481. DOI: 10.1063/1.116420

140. Burns W. K., Bulmer C. H., West E. J. Application of Li2O compensation techniques to Ti-diffused LiNbO3 planar and channel waveguides // Appl. Phys. Lett. 1978. V. 33, N 1. P. 70—72. DOI: 10.1063/1.90149

141. Miyazawa S., Guglielmi R., Carenco A. A simple technique for suppressing Li2O out-diffusion in Ti:LiNbO3 optical waveguide // Appl. Phys. Lett. 1977. V. 31, N 11. P. 742—744. DOI: 10.1063/1.89523

142. Tangonan G. L., Barnoski M. K., Lotspeich J. F., Lee A. High optical power capabilities of Ti-diffused LiTaO3 waveguide modulator structures // Appl. Phys. Lett. 1977. V. 30, N 5. P. 238—239. DOI: 10.1063/1.89348

143. Rice C. E., Jackel J. L. HNbO3 and HTaO3: New cubic perovskites prepared from LiNbO3 and LiTaO3 via ion exchange // J. Solid State Chem. 1982. V. 41, N 3. P. 308—314. DOI: 10.1016/0022-4596(82)90150-5

144. Jackel J. L., Rice C. E. Variation in waveguides fabricated by immersion of LiNbO3 in AgNO3 and TlNO3: The role of hydrogen // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 41, N 6. P. 508—510. DOI: 10.1063/1.93589

145. Jackel J. L., Rice C. E., Veselka J. J. Proton exchange for high-index waveguides in LiNbO3 // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 41, N 7. P. 607—608. DOI: 10.1063/1.93615

146. Jackel J. L., Rice C. E. Topotactic LiNbO3 to cubic perovskite structural transformation in LiNbO3 and LiTaO3 // Ferroelectrics. 1981. V. 38, N 1. P. 801—804. DOI: 10.1080/00150198108209543

147. Bazzan M., Sada C. Optical waveguides in lithium niobate: Recent developments and applications // Appl. Phys. Rev. 2015. V. 2, N 4. P. 040603. DOI: 10.1063/1.4931601

148. Ganshin V. A., Korkishko Y. N. H:LiNbO3 waveguides: effects of annealing // Opt. Commun. 1991. V. 86, N 6. P. 523—530. DOI: 10.1016/0030-4018(91)90156-8

149. Nakamura K., Shimizu H. Ferroelectric inversion layers formed by heat treatment of proton-exchanged LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1990. V. 56, N 16. P. 1535—1536. DOI: 10.1063/1.103213

150. Tourlog A., Nakamura K. Influence of proton-exchange conditions on ferroelectric domain inversion caused in LiTaO3 crystals // Proc. IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, 1994. P. 222—225. DOI: 10.1109/ISAF.1994.522343

151. Åhlfeldt H., Webjörn J., Arvidsson G., Ahlfeldt H., Webjorn J., Arvidsson G. Periodic domain inversion and generation of blue light in lithium tantalate waveguides // IEEE Photonics Technol. Lett. 1991. V. 3, N 7. P. 638—639. DOI: 10.1109/68.87938

152. Mizuuchi K., Yamamoto K. Characteristics of periodically domain-inverted LiTaO3 // J. Appl. Phys. 1992. V. 72, N 11. P. 5061—5069. DOI: 10.1063/1.352035

153. Mizuuchi K., Yamamoto K., Taniuchi T. Second-harmonic generation of blue light in a LiTaO3 waveguide // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 58, N 24. P. 2732. DOI: 10.1063/1.104769

154. Mizuuchi K., Yamamoto K., Taniuchi T. Fabrication of first-order periodically domain-inverted structure in LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1991. V. 59, N 13. P. 1538—1540. DOI: 10.1063/1.106275

155. Yamamoto K., Mizuuchi K. Blue-light generation by frequency doubling of a laser diode in a periodically domain-inverted LiTaO3 waveguide // IEEE Photonics Technol. Lett. 1992. V. 4, N 5. P. 435—437. DOI: 10.1109/68.136477

156. Åhlfeldt H., Webjörn J. Single-domain layers formed in multidomain LiTaO3 by proton exchange and heat treatment // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64, N 1. P. 7—9. DOI: 10.1063/1.110875

157. Mizuuchi K., Yamamoto K., Sato H. Domain inversion in LiTaO3 using proton exchange followed by heat treatment // J. Appl. Phys. 1994. V. 75, N 3. P. 1311—1318. DOI: 10.1063/1.356409

158. Zhu Y.-Y., Zhu S.-N., Hong J.-F., Ming N.-B. Domain inversion in LiNbO3 by proton exchange and quick heat treatment // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65, N 5. P. 558—560. DOI: 10.1063/1.112295

159. Zhu S.-N., Zhu Y.-Y., Zhang Z.-Y., Shu H., Hong J.-F., Ge C.-Z., Ming N.-B. The mechanism for domain inversion in LiNbO3 by proton exchange and rapid heat treatment // J. Phys.: Condensed Matter. 1995. V. 7, N 7. P. 1437—1440. DOI: 10.1088/0953-8984/7/7/023

160. Zhang Z.-Y., Zhu Y.-Y., Zhu S.-N., Shu H., Wang H.-F., Hong J.-F., Ge C.-Z., Ming N.-B. Study on the formation mechanism of a complex domain structure in LiNbO3 // J. Appl. Phys. 1995. V. 77, N 8. P. 4136—4138. DOI: 10.1063/1.359502

161. Zhu Y., Zhu S., Zhang Z., Shu H., Hong J., Ge C., Ming N. Formation of single-domain layers in multidomain LiNbO3 crystals by proton exchange and quick heat treatment // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 66, N 4. P. 408—409. DOI: 10.1063/1.114038

162. Zhang Z.-Y., Zhu Y.-Y., Zhu S.-N., Ming N.-B. Domain inversion by Li2O out-diffusion or proton exchange followed by heat treatment in LiTaO3 and LiNbO3 // Phys. Status Solidi (a). 1996. V. 153, N 1. P. 275—279. DOI: 10.1002/pssa.2211530128

163. Kawaguchi T., Kitayama H., Imaeda M., Fukuda T. Domain-inverted growth of LiNbO3 films by liquid-phase epitaxy // J. Crystal Growth. 1997. V. 178, N 4. P. 524—528. DOI: 10.1016/S0022-0248(97)00003-1

164. Tamada H., Yamada A., Saitoh M. LiNbO3 thin-film optical waveguide grown by liquid phase epitaxy and its application to second-harmonic generation // J. Appl. Phys. 1991. V. 70, N 5. P. 2536—2541. DOI: 10.1063/1.349409

165. Ming N.-B., Hong J.-F., Feng D. The growth striations and ferroelectric domain structures in Czochralski-grown LiNbO3 single crystals // J. Mater. Sci. 1982. V. 17, N 6. P. 1663—1670. DOI: 10.1007/BF00540793

166. Bender G., Meisen S., Herres N., Wild C., Koidl P. Deformation-induced ferroelectric domain pinning in chromium doped LiNbO3 // J. Crystal Growth. 1995. V. 152, N 4. P. 307—313. DOI: 10.1016/0022-0248(95)00150-6

167. Uda S., Tiller W. A. The influence of an interface electric field on the distribution coefficient of chromium in LiNbO3 // J. Crystal Growth. 1992. V. 121, N 1–2. P. 93—110. DOI: 10.1016/0022-0248(92)90179-M

168. Bermúdez V., Callejo D., Caccavale F., Segato F., Agulló-Rueda F., Diéguez E. On the compositional nature of bulk doped periodic poled lithium niobate crystals // Solid State Commun. 2000. V. 114, N 10. P. 555—559. DOI: 10.1016/S0038-1098(00)00086-7

169. Bermúdez V., Serrano M. D., Dutta P. S., Diéguez E. On the opposite domain nature of Er-doped lithium niobate crystals // Solid State Commun. 1999. V. 109, N 9. P. 605—609. DOI: 10.1016/S0038-1098(98)00589-4

170. Capmany J., Montoya E., Bermúdez V., Callejo D., Diéguez E., Bausá L. E. Self-frequency doubling in Yb3+ doped periodically poled LiNbO3:MgO bulk crystal // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76, N 11. P. 1374—1376. DOI: 10.1063/1.126036

171. Chen J., Zhou Q., Hong J. F., Wang W. S., Ming N. B., Feng D., Fang C. G. Influence of growth striations on para-ferroelectric phase transitions: Mechanism of the formation of periodic laminar domains in LiNbO3 and LiTaO3 // J. Appl. Phys. 1989. V. 66, N 1. P. 336—341. DOI: 10.1063/1.343879

172. Sorokin N. G., Antipov V. V., Blistanov A. A. The regular domain structure in LiNbO3 and LiTaO3 // Ferroelectrics. 1995. V. 167, N 1. P. 267—274. DOI: 10.1080/00150199508232322

173. Antipov V. V., Bykov A. S., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N. Formation of bidomain structure in lithium niobate single crystals by electrothermal method // Ferroelectrics. 2008. V. 374, N 1. P. 65—72. DOI: 10.1080/00150190802427127

174. Miyazawa S. Response to "Comment on “Domain inversion effects in Ti-LiNbO3 integrated optical devices”" // Appl. Phys. Lett. 1986. V. 48, N 16. P. 1104—1105. DOI: 10.1063/1.96612

175. Glass A. M. Dielectric, thermal, and pyroelectric properties of ferroelectric LiTaO3 // Phys. Rev. 1968. V. 172, N 2. P. 564—571. DOI: 10.1103/PhysRev.172.564

176. Savage A. Pyroelectricity and spontaneous polarization in LiNbO3 // J. Appl. Phys. 1966. V. 37, N 8. P. 3071—3072. DOI: 10.1063/1.1703164

177. Seibert H., Sohler W. Ferroelectric microdomain reversal on Y-cut LiNbO3 surfaces // Proc. SPIE, Physical Concepts of Materials for Novel Optoelectronic Device Applications II: Device Physics and Applications. 1991. V. 1362. P. 370. DOI: 10.1117/12.24553

178. Pendergrass L. L. Ferroelectric Microdomains in Lithium Niobate // IEEE Ultrasonics Symposium, 1987. P. 231—236. DOI: 10.1109/ULTSYM.1987.198960

179. Jorgensen P. J., Bartlett R. W. High temperature transport processes in lithium niobate // J. Phys. Chem. Solids. 1969. V. 30, N 12. P. 2639—2648. DOI: 10.1016/0022-3697(69)90037-7

180. Tomeno I., Matsumura S. Elastic and dielectric properties of LiNbO3 // J. Phys. Soc. Jpn. 1987. V. 56, N 1. P. 163—177. DOI: 10.1143/JPSJ.56.163

181. Peuzin J. C. Comment on “Domain inversion effects in Ti-LiNbO3 integrated optical devices” (Appl. Phys. Lett. 1985. V. 46. P. 933) // Appl. Phys. Lett. 1986. V. 48, N 16. P. 1104. DOI: 10.1063/1.97016

182. Huanosta A., West A. R. The electrical properties of ferroelectric LiTaO3 and its solid solutions // J. Appl. Phys. 1987. V. 61, N 12. P. 5386—5391. DOI: 10.1063/1.338279

183. Choi J. K., Auh K. H. Stress induced domain formation in LiNbO3 single crystals // J. Mater. Sci. 1996. V. 31, N 3. P. 643—647. DOI: 10.1007/BF00367880

184. Lehnert H., Boysen H., Frey F., Hewat A., Radaelli P. A neutron powder investigation of the high-temperature structure and phase transition in stoichiometric LiNbO3 // Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials. 1997. V. 212, N 10. DOI: 10.1524/zkri.1997.212.10.712

185. Sugii K., Fukuma M., Iwasaki H. A study on titanium diffusion into LiNbO3 waveguides by electron probe analysis and X-ray diffraction methods // J. Mater. Sci. 1978. V. 13, N 3. P. 523—533. DOI: 10.1007/BF00541802

186. Chen F., Kong L., Song W., Jiang C., Tian S., Yu F., Qin L., Wang C., Zhao X. The electromechanical features of LiNbO3 crystal for potential high temperature piezoelectric applications // J. Materiomics. 2019. V. 5, N 1. P. 73—80. DOI: 10.1016/j.jmat.2018.10.001

187. Nye J. F. Physical Properties of Crystals. Oxford: Clarendon Press, 1985. 352 p.

188. Rice C. E. The structure and properties of Li1-xHxNbO3 // J. Solid State Chem. 1986. V. 64, N 2. P. 188—199. DOI: 10.1016/0022-4596(86)90138-6

189. Åhlfeldt H., Webjörn J., Thomas P. A., Teat S. J. Structural and optical properties of annealed proton-exchanged waveguides in z-cut LiTaO3 // J. Appl. Phys. 1995. V. 77, N 9. P. 4467—4476. DOI: 10.1063/1.359477

190. Ueda T., Takai Y., Shimizu R., Yagyu H., Matsushima T., Souma M. Cross-sectional transmission electron microscopic observation of etch hillocks and etch pits in LiTaO3 single crystal // Jpn. J. Appl. Phys. 2000. V. 39, N 3A. P. 1200—1202. DOI: 10.1143/JJAP.39.1200

191. Malovichko G., Cerclier O., Estienne J., Grachev V., Kokanyan E., Boulesteix C. Lattice constants of K- and Mg-doped LiNbO3. Comparison with nonstoichiometric lithium niobate // J. Phys. Chem. Solids. 1995. V. 56, N 9. P. 1285—1289. DOI: 10.1016/0022-3697(95)00058-5

192. Nakamura K., Fukazawa K., Yamada K., Saito S. An ultrasonic transducer for second imaging using a LiNbO3 plate with a local ferroelectric inversion layer // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2006. V. 53, N 3. P. 651—655. DOI: 10.1109/TUFFC.2006.1610575

193. Huang L., Jaeger N. A. F. Discussion of domain inversion in LiNbO3 // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65, N 14. P. 1763—1765. DOI: 10.1063/1.112911

194. Mizuuchi K., Yamamoto K., Sato H. Fabrication of periodic domain inversion in an x-cut LiTaO3 // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 62, N 16. P. 1860—1862. DOI: 10.1063/1.109524

195. Gureev M. Y., Tagantsev A. K., Setter N. Head-to-head and tail-to-tail 180° domain walls in an isolated ferroelectric // Phys. Rev. B. 2011. V. 83, N 18. P. 184104. DOI: 10.1103/PhysRevB.83.184104

196. Wan Z., Xi Y., Wang Q., Lu Y., Zhu Y., Ming N. Growth of LiNbO3 crystal with periodic ferroelectric domain structure by current-induction and its acoustic application // Ferroelectrics. 2001. V. 252, N 1. P. 273—280. DOI: 10.1080/00150190108016266

197. Xi Y., Cross L. E. Lithium niobate bicrystal // Ferroelectrics. 1981. V. 38, N 1. P. 829—832. DOI: 10.1080/00150198108209550

198. Smits J. G., Dalke S. I., Cooney T. K. The constituent equations of piezoelectric bimorphs // Sensors and Actuators A: Phys. 1991. V. 28, N 1. P. 41—61. DOI: 10.1016/0924-4247(91)80007-C

199. Smits J. G., Ballato A. Dynamic admittance matrix of piezoelectric cantilever bimorphs // J. Microelectromechanical Systems. 1994. V. 3, N 3. P. 105—112. DOI: 10.1109/84.311560

200. Goli J., Smits J. G., Ballato A. Dynamic bimorph matrix of end-loaded bimorphs // Proc. IEEE International Frequency Control Symposium (49th Annual Symposium), 1995. P. 794—797. DOI: 10.1109/FREQ.1995.484086

201. Malinkovich M. D., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Turutin A. V., Bykov A. S., Kiselev D. A., Temirov A. A., Zhukov R. N., Sobolev N. A., Teixeira B. M. S., Parkhomenko Y. N. Modelling of vibration sensor based on bimorph structure // J. Nano- Electron. Phys. 2019. V. 11, N 2. P. 02033-1—02033-8. DOI: 10.21272/jnep.11(2).02033

202. Uchino K. Piezoelectric ceramics for transducers / In: Ultrasonic Transducers, K. Nakamura (Ed.) Cambridge: Woodhead Publishing, 2012. P. 70—116. DOI: 10.1533/9780857096302.1.70

203. Nakamura K., Ando H., Shimizu H. Bending vibrator consisting of a LiNbO3 plate with a ferroelectric inversion layer // Jpn. J. Appl. Phys. 1987. V. 26, N S2. P. 198. DOI: 10.7567/JJAPS.26S2.198

204. Kubasov I. V., Popov A. V., Bykov A. S., Temirov A. A., Kislyuk A. M., Zhukov R. N., Kiselev D. A., Chichkov M. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Yu. N. Deformation anisotropy of Y+128°-cut single crystalline bidomain wafers of lithium niobate // Russ. Microelectron. 2017. V. 46, N 8. P. 557—563. DOI: 10.1134/S1063739717080108

205. Warner A. W., Onoe M., Coquin G. A. determination of elastic and piezoelectric constants for crystals in class (3m) // J. Acoust. Soc. Am. 1967. V. 42, N 6. P. 1223—1231. DOI: 10.1121/1.1910709

206. Nakamura K., Nakamura T., Yamada K. Torsional actuators using LiNbO3 plates with an inversion layer // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. V. 32, N 5B. P. 2415—2417. DOI: 10.1143/JJAP.32.2415

207. Buryy O., Sugak D., Syvorotka I., Yakhnevych U., Suhak Y., Ubizskii S., Fritze H. Simulation, making and testing of the actuator of precise positioning based on the bimorph plate of lithium niobate // IEEE XVth International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH), 2019. P. 148—152. DOI: 10.1109/MEMSTECH.2019.8817401

208. Kawamata A., Hosaka H., Morita T. Non-hysteresis and perfect linear piezoelectric performance of a multilayered lithium niobate actuator // Sensors and Actuators A: Phys. 2007. V. 135, N 2. P. 782—786. DOI: 10.1016/j.sna.2006.08.025

209. Nakamura K., Shimizu H. Hysteresis-free piezoelectric actuators using LiNbO3 plates with a ferroelectric inversion layer // Ferroelectrics. 1989. V. 93, N 1. P. 211—216. DOI: 10.1080/00150198908017348

210. Ueda M., Sawada H., Tanaka A., Wakatsuki N. Piezoelectric actuator using a LiNbO3 bimorph for an optical switch // IEEE Symposium on Ultrasonics, 1990. P. 1183—1186. DOI: 10.1109/ULTSYM.1990.171548

211. Nakamura K., Kurosawa Y., Ishikawa K. Tunable optical filters using a LiNbO3 torsional actuator with a Fabry–Perot etalon // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 68, N 20. P. 2799—2800. DOI: 10.1063/1.116611

212. Nakamura K. Piezoelectric applications of ferroelectric single crystals // Proc. 13th IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, 2002. P. 389–394. DOI: 10.1109/ISAF.2002.1195950

213. Blagov A. E., Bykov A. S., Kubasov I. V., Malinkovich M. D., Pisarevskii Y. V., Targonskii A. V., Eliovich I. A., Kovalchuk M. V. An electromechanical x-ray optical element based on a hysteresis-free monolithic bimorph crystal // Instruments and Experimental Techniques. 2016. V. 59, N 5. DOI: 10.1134/S0020441216050043

214. Blagov A. E., Kulikov A. G., Marchenkov N. V., Pisarevsky Y. V., Kovalchuk M. V. Bimorph actuator: a new instrument for time-resolved x-ray diffraction and spectroscopy // Experimental Techniques. 2017. V. 41, N 5. P. 517—523. DOI: 10.1007/s40799-017-0194-1

215. Kulikov A., Blagov A., Marchenkov N., Targonsky A., Eliovich Y., Pisarevsky Y., Kovalchuk M. LiNbO3-based bimorph piezoactuator for fast X-ray experiments: Static and quasistatic modes // Sensors and Actuators A: Phys. 2019. V. 291. P. 68—74. DOI: 10.1016/j.sna.2019.03.041

216. Marchenkov N., Kulikov A., Targonsky A., Eliovich Y., Pisarevsky Y., Seregin A., Blagov A., Kovalchuk M. LiNbO3-based bimorph piezoactuator for fast X-ray experiments: Resonant mode // Sensors and Actuators A: Phys. 2019. V. 293. P. 48—55. DOI: 10.1016/j.sna.2019.04.028

217. Пат. 196011 (РФ). Трехкоординатное устройство позиционирования / И. В. Кубасов, А. М. Кислюк, А. В. Турутин, А. А. Темиров, М. Д. Малинкович, Ю. Н. Пархоменко, А. А. Полисан, 2019.

218. Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Turutin A. V., Temirov A. A., Ksenich S. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N. Use of ferroelectric single-crystal bimorphs for precise positioning in scanning probe microscope // Microscopy and Microanalysis. 2020. V. 26. DOI: 10.1017/S1431927620023417

219. Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Turutin A. V., Shportenko A. S., Temirov A. A., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N. Cell stretcher based on single-crystal bimorph piezoelectric actuators // Microscopy and Microanalysis. 2020. V. 26. DOI: 10.1017/S1431927620022746

220. Uchino K. Advanced piezoelectric materials. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2010. 848 p. DOI: 10.1533/9781845699758

221. Ma T., Wang J., Du J., Yuan L., Zhang Z., Zhang C. Effect of the ferroelectric inversion layer on resonance modes of LiNbO3 thickness-shear mode resonators // Appl. Phys. Express. 2012. V. 5, N 11. P. 116501. DOI: 10.1143/APEX.5.116501

222. Kugel V. D., Rosenman G., Shur D. Piezoelectric properties of bidomain LiNbO3 crystals // J. Appl. Phys. 1995. V. 78, N 9. P. 5592—5596. DOI: 10.1063/1.359681

223. Huang D., Yang J. Flexural vibration of a lithium niobate piezoelectric plate with a ferroelectric inversion layer // Mech. Adv. Mater. Struct. 2020. V. 27, N 10. P. 831—839. DOI: 10.1080/15376494.2018.1500664

224. Nakamura K., Tourlog A. Propagation characteristics of leaky surface acoustic waves and surface acoustic waves on LiNbO3 substrates with a ferrroelectric inversion layer // Jpn. J. Appl. Phys. 1995. V. 34, N 9B. P. 5273—5275. DOI: 10.1143/JJAP.34.5273

225. Nakamura K., Fukazawa K., Yamada K., Saito S. Broadband ultrasonic transducers using a LiNbO3 plate with a ferroelectric inversion layer // IEEE Tran. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2003. V. 50, N 11. P. 1558—1562. DOI: 10.1109/TUFFC.2003.1251139

226. Wang Z., Zhao M., Yang J. A piezoelectric gyroscope with self-equilibrated coriolis force based on overtone thickness-shear modes of a lithium niobate plate with an inversion layer // IEEE Sensors J. 2014. P. 1—1. DOI: 10.1109/JSEN.2014.2366235

227. Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Malinkovich M. D., Temirov A. A., Ksenich S. V., Kiselev D. A., Bykov A. S., Parkhomenko Y. N. A novel vibration sensor based on bidomain lithium niobate crystal // Acta Phys. Polonica A. 2018. V. 134, N 1. P. 106—108. DOI: 10.12693/APhysPolA.134.106

228. Burdin D. A., Chashin D. V., Ekonomov N. A., Fetisov Y. K., Stashkevich A. A. High-sensitivity dc field magnetometer using nonlinear resonance magnetoelectric effect // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 405. P. 244—248. DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.12.079

229. Vidal J. V., Turutin A. V., Kubasov I. V., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kobeleva S. P., Kholkin A. L., Sobolev N. A. Equivalent magnetic noise in magnetoelectric laminates comprising bidomain LiNbO3 crystals // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2017. V. 64, N 7. P. 1102—1119. DOI: 10.1109/TUFFC.2017.2694342

230. Turutin A. V., Vidal J. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kobeleva S. P., Kholkin A. L., Sobolev N. A. Low-frequency magnetic sensing by magnetoelectric metglas/bidomain LiNbO3 long bars // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51, N 21. P. 214001. DOI: 10.1088/1361-6463/aabda4

231. Bichurin M. I., Sokolov O. V., Leontiev V. S., Petrov R. V., Tatarenko A. S., Semenov G. A., Ivanov S. N., Turutin A. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kholkin A. L., Sobolev N. A. Magnetoelectric effect in the bidomain lithium niobate/nickel/metglas gradient structure // Phys. Status Solidi (B). 2020. V. 257, N 3. DOI: 10.1002/pssb.201900398

232. Parkhomenko Y. N., Sobolev N. A., Kislyuk A. M., Kholkin A. L., Malinkovich M. D., Turutin A. V., Kobeleva S. P., Vidal J. V., Pakhomov O. V., Kubasov I. V. Magnetoelectric metglas/bidomain y + 140°-cut lithium niobate composite for sensing fT magnetic fields // Appl. Phys. Lett. 2018. V. 112, N 26. P. 262906. DOI: 10.1063/1.5038014

233. Пат. 188677 (РФ). Магнитоэлектрический сенсор магнитных полей / А. В. Турутин, И. В. Кубасов, А. М. Кислюк, М. Д. Малинкович, С. П. Кобелева, Ю. Н. Пархоменко, Н. А. Соболев, 2019.

234. Turutin A. V., Vidal J. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Kiselev D. A., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kobeleva S. P., Kholkin A. L., Sobolev N. A. Highly sensitive magnetic field sensor based on a metglas/bidomain lithium niobate composite shaped in form of a tuning fork // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 486. DOI: 10.1016/j.jmmm.2019.04.061

235. Vidal J. V., Turutin A. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kobeleva S. P., Pakhomov O. V., Sobolev N. A., Kholkin A. L. Low-frequency vibration energy harvesting with bidomain LiNbO3 single crystals // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2019. V. 66, N 9. P. 1480—1487. DOI: 10.1109/TUFFC.2019.2908396

236. Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Malinkovich M. D., Temirov A. A., Ksenich S. V., Kiselev D. A., Bykov A. S., Parkhomenko Y. N. Vibrational power harvester based on lithium niobate bidomain plate // Acta Phys. Polonica A. 2018. V. 134, N 1. P. 90—92. DOI: 10.12693/APhysPolA.134.90

237. Vidal J. V., Turutin A. V., Kubasov I. V., Kislyuk A. M., Kiselev D. A., Malinkovich M. D., Parkhomenko Y. N., Kobeleva S. P., Sobolev N. A., Kholkin A. L. Dual vibration and magnetic energy harvesting with bidomain LiNbO3 based composite // IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2020. V. 67, N 6. P. 1219—1229. DOI: 10.1109/TUFFC.2020.2967842

238. Пат. 2643151 (РФ). Радиоизотопный механо-электрический генератор / М. Д. Малинкович, А. С. Быков, Р. Н. Жуков, И. В. Кубасов, Ю. Н. Пархоменко, Д. А. Киселев, А. А. Полисан, А. А. Темиров, С. В. Ксенич, 2016.


Для цитирования:


Кубасов И.В., Кислюк А.М., Турутин А.В., Малинкович М.Д., Пархоменко Ю.Н. Бидоменные сегнетоэлектрические кристаллы: свойства и перспективы применения. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2020;23(1):5-56. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-1-5-56

For citation:


Kubasov I.V., Kislyuk A.M., Turutin A.V., Malinkovich M.D., Parkhomenko Yu.N. Bidomain ferroelectric crystals: properties and prospects of application. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2020;23(1):5-56. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2020-1-5-56

Просмотров: 200


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)