Cristal de tantalato de litio y su aplicación - 03

1.3 Dopaje del cristal de tantalato de litio

Diferentes campos tienen diferentes requisitos para las propiedades de los cristales de tantalato de litio. Cuando se utilizan para preparar dispositivos de almacenamiento de información holográfica de alta densidad y gran capacidad _, los cristales LiTaO 3 deben tener excelentes propiedades fotorrefractivas. Debido a la particularidad de la estructura cristalina del _LiTaO3 , sus propiedades físicas pueden ajustarse mediante dopado, por ejemplo, el dopaje fotorrefractivo ampliamente utilizado. Los iones sensibles a la fotorrefracción que se dopan en los cristales de LiTaO 3 actúan como centros fotorrefractivos e ionizan electrones o huecos libres bajo la luz para participar en la construcción del campo eléctrico espacial y, por tanto, mejorar el efecto fotorrefractivo del cristal _.Este método de dopaje requiere que la longitud de onda de absorción de los iones dopantes en el cristal coincida con la longitud de onda real requerida. Los iones dopantes deben existir en dos estados de oxidación al mismo tiempo en el cristal, actuando como portador y trampa respectivamente. Cuando los dos estados de oxidación se transforman entre sí, se generan electrones o huecos. En la actualidad, el hierro, el manganeso, el cobre, etc. se utilizan comúnmente para el dopaje fotorrefractivo y el hierro tiene el mejor rendimiento. Los estudios de seguimiento mostraron que el cromo, el cobalto y el níquel tenían poco efecto sobre las propiedades de almacenamiento del cristal de LiTaO ₃.

Cuando LiTaO ₃cristales se utilizan en otros campos ópticos, es necesario realizar un dopaje antifotorrefractivo que necesita que el dopante tenga valencia estable para reducir el centro fotorrefractivo del cristal. Zhang Guoquan descubrió mediante el estudio de elementos del grupo de transición que un estado de valencia único y una estructura de capa completa son condiciones necesarias para los iones dopantes antifotorrefractivos. La Tabla 4 muestra las estructuras de la capa electrónica externa de varios iones.

Tabla 4.  Posibles valencias y estructuras de capa exterior de iones resistentes al fotodaño.