【摘要】 基于上述缺陷模型，特别是Li空位模型，研究了各种进一步的缺陷配置和缺陷簇。

铌酸锂（LiNbO3，LN）是目前最常用的介电晶体之一。它在自然界中不会发生，但大尺寸的晶体可以通过常见的提拉技术从熔体中生长出来。

 

LN在过去二十年的许多成就中发挥了重要作用，如非线性谐振器和调制器、可广泛调谐和无反射镜光学参数振荡器、非互易超快激光写入系统、非线性光子晶体，用于纠缠光子的宽带波导量子存储器，持久全息记录设备，全息视频显示器，甚至智能机械材料。

 

人工生长的LN晶体中肯定存在Li空位，但缺陷的类型尚未得到一致确定。最初，已经提出了氧空位、Nb反位和Nb空位。基于这一点Fay等人[1]首先提出了一个氧空位缺陷模型，该模型周围有一个氧空和两个Li空位。然而，理论计算支持不存在氧空位。

 

Peterson和Carnevale[2]报道了Nb空位模型，其中锂空位全部由Nb填充，从而形成Nb反位和相应数量的Nb空位用于电荷补偿。在详细的X射线实验的支持下，这个模型一度被广泛采用。

 

李空位模型首先由Lerner等人[3]提出。他们假设Nb反位由李空位补偿。后来，包括X射线和核磁共振在内的实验结果表明，锂空位模型更合适。理论计算也提供了证据，证明Li空位的形成在能量上是有利的。

 

基于上述缺陷模型，特别是Li空位模型，研究了各种进一步的缺陷配置和缺陷簇。Kim等人报道[4]一个铌反位体在最近的邻居位置被三个锂空位包围，沿z方向增加了一个锂空位。在这种情况下，缺陷结构的偶极矩与LN的极化方向平行或反平行。

 

[1] Fay H, Alford W J, Dess H M. Dependence of second‐harmonic phase‐matching temperature in LiNbO3 crystals on melt composition[J]. Applied Physics Letters, 1968, 12(3): 89-92.

[2] Peterson G E, Carnevale A. 93Nb NMR linewidths in nonstoichiometric lithium niobate[J]. The Journal of Chemical Physics, 1972, 56(10): 4848-4851.

[3] Carruthers J R, Peterson G E, Grasso M, et al. Nonstoichiometry and crystal growth of lithium niobate[J]. Journal of Applied Physics, 1971, 42(5): 1846-1851.

[4] Kim S, Gopalan V, Kitamura K, et al. Domain reversal and nonstoichiometry in lithium tantalate[J]. Journal of Applied Physics, 2001, 90(6): 2949-2963.

 

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