Экспериментальное исследование показателей преломления тонкоплёночного ниобата лития, модифицированного методом протонного обмена

Аннотация

Проведено исследование показателей преломления тонкоплёночного ниобата лития (ТНЛ), модифицированного протонным обменом. С целью исследования кинетики процесса протонного обмена варьировалось время процесса. В качестве основных экспериментальных методов исследования использовались метод призменного ввода излучения и метод реактивного ионного травления. Предложен метод определения изменения показателя преломления эпитаксиального слоя HxLi1-xNbO3, формирующегося на поверхности ТНЛ после протонного обмена. Метод основан на разделении вклада в средний показатель преломления доли HxLi1-xNbO3 и доли исходной плёнки. Основным предположением является то, что показатель преломления изменяется ступенчато. С помощью метода призменного ввода излучения были получены усреднённые по толщине необыкновенный и обыкновенный показатели преломления. Для разграничения слоев определялся профиль концентрации протонов при помощи профилирования скорости реактивного ионного травления по глубине. Форма концентрационных профилей отличается от профилей, снятых для объёмного НЛ. Из концентрационных профилей была получена глубина протонного обмена и коэффициент диффузии, который составил 0.031 мкм2/час, что меньше значений, характерных для объёмного ниобата лития. Было показано, что средние показатели преломления линейно изменяются со временем протонного обмена. В то же время показатели преломления эпитаксиального слоя остаются постоянными. Изменения необыкновенного и обыкновенного показателей преломления, обусловленные протонным обменом, составили 0.8 и –0.5, соответственно, что совпадает с типичными значениями для β-фаз объёмного ниобата лития.