• 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.

• 한국결정학회지
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• 제4권2호
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• pp.74-85
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• 1993

Lithium niobate(LiNbO3) 단결정은 유전성, 압전성, 초전성, 비선형 광학 및 선형 전기광학 물질로서 다양한 응용 성을 가지고 있으므로 전기와 광학장치로 널리 사용되어지고 있다. 그러나 LiNbo3 단결정이 레이저를 이용한 광학장치로 응용될 때 레이저광의 세기에 따라 상굴절(ne)과 이상굴절(no)이 불규칙하게 변하는 장손상이 발생하여 비선 형 광학소자로의 이용에 한계가 있음이 밝혀졌다. 1980년 Zhong등이 LiNbO3에 MgO를 4.5mol% 첨가한 MgO:LiNbO3단결정을 성장시켜 물성을 조사한 결과 광손 상이 현저하게 감소된다고 발표한 후 이 분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 순수한 LiNbO3 단결정의 최적 성장조건인 congrugnt한 LiNbOs(Li/Nb=0.486)에 MgO를 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 mol% 첨가시킨 MgO:LiNb03 단결정을 Czochalski법으로 성공적으로 성장시켰다. 결정성장은 성장온도 1250℃ 근방에서 회전속도 15rpm 인상속도 2.85 ∼3.25 mm/hr로 하였으며 냉각율은 30℃/hr이다. 성장시킨 단결정의 X-ray 회절실험과 편광현미경의 conoscope상 관찰로 양질의 MgO:LiNbO3 단결정이 성장되었음을 확인하였다. c축에 수직되게 절단한 c-pltae 시료 중 MgO가 첨가된 MgO:LiNb03 시료에서 나이테 형태의 둥근 원무늬가 나타나고 있다. 이 현상은 결정성장시 공기 중의 산소분압에 의해 MgO:LiNbO3 의 용융상태에서 MgO가 균일하게 분포되지 못하기 때문에 나타난 것으로 해석 된다. MgO 첨가량에 따른 MgO:LiNbo3 단결정의 결정 결함 구조를 조사하기 위하여 밀도측정을 하였다. MgO:LiNbO3 단결정의 밀도는 MgO론 2.5mol% 첨가한 시료에서 감소 하다가 5.0mol% 첨가한 시료에서 다시 증가하였으며 5.0mol%이상에서는 다시 감소하였다. 이 실험결과로 MgO 첨가량에 따른 결정 결함구조를 점 결함 모형 (point defect medel)으로 해석하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권3호
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• pp.401-406
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• 1998

LiNbO_3$ 단결정의 광학소자 광도파관 등의 응용을 위하여는 빛의 조사에 따라 굴절률이 변하는 광손상을 극복하여야 한다. 이러한 광손상 극복은 LiNbO_3$ 에 MgO를 첨가한 단결정의 성장과 산처리를 통하여 가능하다. 본 연구에서는 LiNbO_3$ 의 광손상 극복 기구를 이해하기 위하여, FT-IR을 이용하여 LiNbO_3$ 단결정에 MgO 첨가와 산처리가 발생시키는 격자결함의 변화를 OH- 흡수밴드를 통하여 간접적으로 관찰하였다. 또한 액체 헬륨을 이용한 온도강하시 생기는 격자결함의 관찰과 산처리한 시편의 광택연마와 열처리에 따른 격자결함으 조사하였다. MgO 첨가는 LiNbO_3$ 격자내 $Mg_{Nb}^{2+}$ 결함을 발생시켜 광손상 저항을 증가시키며, 산처리는 결정표면의 산소층에 $H^+$이온이 침입하여 격자결함을 발생시키며, 이 격자결함은 $400^{\circ}C$이상에서 열처리하면 $H^+$가 결정내부로 확산하여 들어감을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제4권1호
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• pp.84-89
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• 1993

Mg(4 mole%):LiNb$O_3$에서 제 2고조파발생특성을 온도와 직류전장의 함수로 측정하여, Mg:LiNb$O_3$ 결정의 공간적 균일성을 조사 하였다. 발생된 제2고조파및의 세기가 위상정합된 상태의 최대값으로부터 최초로 0이 되는 온도가 결정의 광축으로 가해준 직류전장의 변화에 선형적으로 변위함을 관찰하였다. 이로부터, 최초로 Mg가 4mole% 첨가된 Mg:LiNb$O_3$ 의 전기광계수가 Congruent LiNb$O_3$의 해당하는 값보다 1.5배가 더 큼을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.20-22
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• 1999

본 연구에서는 floating zone 법에 의해서 고융조성의 순수한 $LiNbO_{3}$와 MgO가 5 mol% 첨가된 $LiNbO_{3}$ 단결정을 육성하였다. 화학양론조성의 $LiNbO_{3}$는 순수한 $LiNbO_{3}$를 VTE(vapor transport equilibration) 법에 의해 처리하여 준비하였고 위의 세 결정을 기본으로 하여 결정의 화학양론비와 첨가물($Mg^{2+}$)에 따른 $LiNbO_{3}$의 물성변화를 조사하였다. 공융조성의 $LiNbO_{3}$에서 높은 농도의 MgO 첨가는 화학양론조성 $LiNbO_{3}$와 유사한 특성을 보였다. Curie 온도는 공융조성의 순수한 $LiNbO_{3}$의 $1145^{\circ}C$에서 $1200^{\circ}C$ 이상으로 상승되었고 가시광선 영여그이 흡수단의 위치도 단차장쪽으로 10 nm 이상 이동하였다. MgO가 첨가된 결정의 $OH^{-}$ 흡수밴드의 위치는 40 nm 정도 단파장 영역으로 크게 이동하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 1995

CZ법을 이용하여 합치용융조성(congruent) $LiNbO_3$ 및 광손상에 큰 저항성을 보이는 $LiNbO_3$ : Mg 단결정에 MgO 첨가량을 2, 5 및 7 mol%로 변화시키면서 육성하여, 보상 방법으로 광손상을 측정하였다. 5 mol% 이상의 MgO 첨가시 광흡수단 및 $OH^-$ 흡수밴드의 특성이 크게 변화함을 관찰함으로써 MgO 첨가량에 일정한 역치(threshold)가 존재함을 확인하였다. $LiNbO_3$ : Mg 단결정에서는 5 mol% 이상의 MgO 첨가시 Mg가 Nb 자리를 차지하여$Mg_{Nb}^{2+}$를 형성함에 따라 광손상에 대한 저항이 크게 향상될 수 있다. 실제로 융액에 5 mol% 이상의 MgO 첨가시)$LiNbO_3$ : Mg 단결정의 광손상 저항이 3배 이상 향상되었다.

• 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.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권2호
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• pp.129-134
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• 1995

단결정 $KMnCl_3$, $LiNbO_3$ 및 $Mg-LiNbO_3$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.