home

Структура и свойства приповерхностных дефектных слоев в кристаллах ниобата лития

?
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ
ДЕФЕКТНЫХ СЛОЕВ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ
А.В. СОСУНОВ, Р.С. ПОНОМАРЕВ, А.Б. ВОЛЫНЦЕВ
Пермский государственный национальный исследовательский
университет, 614990, Пермь, Букирева, 15
Кристалл ниобата лития (НЛ) является одним из наиболее широко используемых материалов при создании канальных волноводов для интегрально-оптических схем, таких как электрооптические модуляторы, Yразветвители, поляризатор, PPLN-структуры. Преимущество НЛ заключается в малых оптических потерях, высоких электрооптических коэффициентах и возможности относительно легко создавать на его поверхности волноводы стандартными фотолитографическими методами[1].
Интегрально-оптические схемы (ИОС) на ниобате лития обладают одним существенным недостатком, который заключается в медленном
дрейфе показателя преломления волноводов. Данное явление зависит от
ряда факторов, среди которых состав исходного кристалла, пироэлектрический эффект, перераспределение зарядов в решетке НЛ, толщина и состав буферных слоев, приложение внешнего электрического поля, наличие и степень герметичности корпуса. Однозначное объяснение дрейфа
показателя преломления затруднено тем, что при создании экспериментальных образцов невозможно отбросить все факторы и рассматривать
только какой-то один. В настоящее время дрейф показателя преломления
ИОС не нашел однозначного объяснения, что явно указано в [2].
Попытки поиска фактора, общего для всех экспериментов, возвращают
нас к исходному кристаллу ниобата лития, причем объектом исследования должны быть приповерхностные области, окружающие канальный
волновод. Такие области имеют свойства, существенно отличающиеся от
объемных, что обусловлено, как близостью поверхности, так и механической обработкой кристалла в ходе шлифовки и полировки монокристаллических пластин. Как указано в [3], в сегнетоэлектрических кристаллах
вблизи поверхности может наблюдаться существенное изменение состава
кристалла, обусловленное процессами поверхностного экранирования
поля спонтанной поляризации. Там же указано, что в ходе полировки
пластины вблизи поверхности может возникать несколько слоев, обладающих разными по отношению друг к другу и объему свойствами. Однако подробное влияние этих слоев на стабильность канальных волноводов ранее не рассматривалось.
На рис. 1 показан торец пластины НЛ, снятого на электронном микро57