• 제목/요약/키워드: MgO-doped $LiNbO_3$

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Optical Characterizations of $LiNbO_{3}$ Single Crystals Doped with $MgO/TiO_{2}$

  • You-song Kim
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.1-4
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    • 1991
  • The applicability of $LiNbO_{3}$ as a substrate for fabrication of Ti-indiffused waveguide electro-optic devices is limited. Ti diffuses comparatively in congruently melting $LiNbO_{3}$; the Curie temperature of this material is too low to permit diffusion temperatures much above $1100^{\circ}C$ without the necessity of re-poling the crystal. Both of hese difficulties could be eliminated by incorporating certain dopants in $LiNbO_{3}$. Crystals of $LiNbO_{3}$ doped with Ti and Mg were grown and evaluated. The electroptic coefficients and birefringence of $LiNbO_{3}$ doped crystals were measured at ${\lambda}=.6328$ and $1.32\;$\mu{m}$. Curie temperatures were measured. The Curie temperature of both undoped and Ti-doped $LiNbO_{3}$ was $1130^{\circ}C$; that for Mg-doped $LiNbO_{3}$ was $30^{\circ}$ higher. From these data, a composition for the crystals was estimated. Thermogravimetric data confirmed this estimate and showed that the composition of Mg : $LiNbO_{3}$ was $49.3{\pm}0.2mole%\;Li_{2}O$ ; the composition of the undoped and Ti : $LiNbO_{3}$ samples was $48.6{\pm}0.2mole%$. Diffusion of Ti into both Mg-doped and Ti-doped $LiNbO_{3}$ crystals was studied as a function of $Li/NbO_{3}$ ratio and temperature.

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Undoped and heavily MgO-doped $LiNbO_3$ 결정의 성장 및 결함구조 (Growth and defect structures of undoped and heavily MgO-doped LiNbO3 single crystals)

  • 김상수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.447-453
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    • 1999
  • Czochralski법으로 congruent한 조성(48.6 mol% $LiNbO_2$)과 $LiNbO_3$: Mg(4.5, 6.0, 10.0, 20.0mol%), $LiNbO_3$ : Mn(0.1 mol%), $LiNbO_3$: Fe(0.05 mol%), $LiNbO_3$ : (Mg(4.5)+Mn(0.1), Fe(0.05 mol%)), LiNbO3 : (Mg(20.0)+Mn(0.1), Fe(0.05 mol%))인 융액으로부터 결정을 c-축 방향으로 성장시켰다. 이 결정들은 상온에서의 XRD pattern과 상온~$1230^{\circ}C$의 온도영역과 100Hz~10MHz의 주파수영역에서의 유전상수, 상온에서의 UV_VIS, IR 스펙트럼, 결정내의 Mn2+, Fe3+ 이온에 대한 ESR 스펙트럼 등을 측정하였는데 XRD pattern과 상전이 온도, UV 흡수단, OH- 이온에 의한 스펙트럼, ESR 스펙트럼 등의 Mg첨가량 의존성으로부터 Mg가 첨가된 $LiNbO_3$ 결정의 결함구조에 대해서 논의하였다. congruent한 $LiNbO_3$결정과 Mg를 첨가한 $LiNbO_3$ 결정에서의 Mn2+ 이온은 Mg의 첨가량에 관계없이 Li+을 치환한다. 그러나 congruent한 $LiNbO_3$ 결정과 Mg를 첨가한 $LiNbO_3$ 결정에서의 Fe3+ 이온은 Mg가 4.5 mol% 첨가된 결정에서는 Li+ 자리를 Mg가 6.0 mol% 이상 첨가된 결정에서는 {{{{ { Nb}`_{Li } ^{5+ } }}}} 자리를 치환한다.

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MgO 또는 ZnO를 첨가한 $LiNbO_3$단결정 성장 및 특성 : (II) 전기적 및 광학적 특성 (Single crystals growth and properties of $LiNbO_3$ doped with MgO or ZnO : (II) The electrical and optical properties)

  • 조현;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.532-542
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    • 1996
  • Floating zone(FZ)법으로 육성하고 annealing한 undoped $LiNbO_3$ 단결정 및 MgO 또는 ZnO를 첨가한 $LiNbO_3$ 단결정의 전기적,광학적 특성을 조사하였다. 전기전도도, 유전율 및 전이온도, 전기.기계결합계수등의 전기적 특성과 광투과율, 굴절율 등의 광학적 특성을 측정하였으며, 비선형 광학특성의 척도라 할 수 있는 비선형 굴절율을 이론적으로 계산하였다. Undoped $LiNbO_3$ 단결정과 MgO 또는 ZnO를 첨가한 $LiNbO_3$ 단결정의 전기적, 광학적 특성을 비교함으로서 MgO 또는 ZnO의 첨가가 $LiNbO_3$ 단결정의 전기적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

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중성자 산란을 이용한 $KMnCl_3$, $LiNbO_3$$Mg-LiNbO3$단결정의 mosaic 연구 (Mosaics of $KMnCl_3$ undoped and Mg-doped $LiNbO_3$ single crystals measured by neutron scattering)

  • 양용석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.129-134
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    • 1995
  • 단결정 $KMnCl_3$, $LiNbO_3$$Mg-LiNbO_3$의 bulk 성질을 중성자 산란을 이용하여 측정하였다. 본 연구는 편광 빛을 사용하여 보이는 좋은 단결정이라도 이들의 bulk 성질을 정확히 파악하기 위하여는 중성자 산란으로 재측정하여야 함을 보여준다. 중성자 산란에서 나타나는 $KMnCl_3$, 의 큰 mosaic 분포는 이 결정이 단일 구역을 갖는 단결정이 아니고 축에 대해 작은 각으로 분포되어 있는 구역 군들이 상대적으로 여러 방향으로 존재함을 보여준다. $LiNbO_3$ 에서 나타는 작은 mosaic분포는 큰 구역들이 서로 가까이 정렬되어 있고 Mg가 첨가된 $LiNbO_3$ 는 잘 키워진 단결정으로 나타났다.

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LPE법으로 성장시킨 $Zn:LiNbO_3/Mg:LiNbO_3$ 단결정 박막의 구조적 특성 (Structural properties of $Zn:LiNbO_3/Mg:LiNbO_3$ single crystal thin films grown by LPE method)

  • 이호준;신동익;이종호;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.120-123
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    • 2005
  • [ $Li_2CO_3-V_2O_5$ ], flux를 사용한 liquid phase epitaxy(LPE) 법을 사용하여 $LiNbO_3$ (001) 기판위에 5 mol% ZnO가 첨가된 $LiNbO_3$, 박막과 2 mol% MgO가 첨가된 $LiNbO_3$, 박막을 성장시켰다. $Zn:LiNbO_3$, 막과 $Mg:LiNbO_3$, 막과의 결정성과 격자 부정합은 x-ray rocking curve(XRC)로 분석되었다. 그리고 다층 박막의 단면에서의 ZnO와 MgO의 분포가 electron probe micro analyzer(EPMA)를 사용하여 관측되었다.

Doping Effects of Mg and/or Fe ions on Congruent $LiNbO_3$ Single Crystal Growth

  • Bae, So-Ik;J. Ichikawa;K. Shimamura;H. Onodera;T. Fukuda
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 12th KACG Technical Meeting and the 4th Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.139-143
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    • 1997
  • The doping effects of Mg and/or Fe ions on congruent LiNbO$_3$ single crystal growth were studied in order to clarify the roles of MgO in Fe doped LiNbO$_3$ single crystals. The effective distribution coefficienct of Fe was found decreased drastically from 0.85 to 0.5 by the addition of MgO into the LiNbO$_3$ melt. M ssbauer spectra revealed that the addition of MgO reduces the occurrence of Fe2+ ions during growth in air. Therefore, it is likely that there would be two important roles of MgO in Fe doped LiNbO$_3$. One is to suppress the incorporation of all Fe ions, and the other is to reduce the concentration of Fe2+ ions among the total Fe ions.

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$\mu$-PD법에 의한 Er : Mg : LiNbO$_3$fiber 결정 성장 및 형광특성 (Growth and photoluminescence properties of Er : Mg : LiNbO$_3$single crystal fibers by $\mu$-PD method)

  • 양우석;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.389-393
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    • 2000
  • 본 연구에서는 $\mu$-PD법으로 Er : Mg : $LiNbO_3$화이버 결정을 MgO의 첨가량을 달리하여 성장시켰으며, 첨가물 농도에 따른 성장조건과 PL 특성에 관해 조사하였다. 또한,성장한 결정의 투과 스펙트럼으로부터 Er : Mg : $LiNbO^3$에서 $Er^{3+}$ 의 에너지 준위구조를 계산하였다. Crack과 bubble등의 결함이 없는 결정은 after-beater를 조정하여 0.5 mm/min 이하의 성장속도에서 얻을 수 있었다. MgO의 농도에 따른 PL강도는 0.6 mol% $Er_2O_3$와 3 mol% MgO가 첨가된 Er : Mg : $LiNbO_3$결정에서 가장 강한 형광강도가 관측되었다. 또한, 에너지 준위 $^4S_{3/2}$에서 기저준위로 방출되는 빛이 가장 강했으며 1530 nm의 형광은 비방출천이 및 형광방출 등의 원인에 의한 $^4I_{13/2}$ 준위에서의 여기전자 감소가 형광강도 감소의 원인임을 알 수 있었다.

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Efficient Second Harmonic Generation of Pulsed Nd-YAG Laser Radiation with Noncritically Phase-Matchable $LiNbO_3$ in Room-Temperature

  • Jong-Soo Lee;Bong-Hoon Kang;Bum Ku Rhee;Chong-Don Kim;Gi-Tae Joo
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제6권3호
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    • pp.206-208
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    • 2000
  • 0.65 mol% MgO-doped LiNbO$_3$single crystals were grown by CZ method. The obtained single crystals were colorless and transparent. Noncritically phase-matched second harmonic generation (SHG) of 532-nm radiation from 1064-nm in MgO-doped LiNbO$_3$has been investigated by using pulsed Nd:YAG laser. The phase-matching temperature was room temperature. SHG conversion efficiencies were typically achieved higher than 50% at the phase-matching temperature with no photorefractive damage in the region of fundamental power density which was used in this experiment. The thermo-birefringence coefficient and the electro-birefringence coefficient of SHG were calculated from the temperature phase-matching profile with the electric field.

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MgO 또는 ZnO를 첨가한 $LiNbO_{3}$ 단결정 성장 및 특성 : (I) 단결정 성장 및 결함구조 (Single crystals growth and properties of $LiNbO_{3}$ doped with MgO or ZnO : (I) Single crystals growth and their defect structure)

  • 조현;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.368-376
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    • 1996
  • 균일한 조성과 doping 효과를 얻을 수 있는 floating zone(FZ)법으로 조화용융조성의 undoped $LiNbO_{3}$ 및 5 mol%의 MgO 또는 ZnO를 각각 첨가한 $LiNbO_{3}$ 단결정을 육성하였다. 결정성장시 최적성장조건을 실험적으로 확립하였으며, 결정내에 존재하는 domain 구조, 전위구조, slip band, 미세쌍정등의 결함구조를 조사 및 분석하였다.

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