लिथियम निओबेट: Difference between revisions

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लिथियम नाइओबेट ({{chem2|auto=1|LiNbO3}}) एक कृत्रिम [[नमक (रसायन विज्ञान)]] है जिसमें [[नाइओबियम]], [[लिथियम]] और [[ऑक्सीजन]] सम्मिलित हैं। इसके एकल क्रिस्टल प्रकाशिय वेवगाइड्स, मोबाइल फोन, पीजोइलेक्ट्रिक ज्ञानेंद्री, प्रकाशिय न्यूनाधिक और विभिन्न अन्य रैखिक और गैर-रैखिक प्रकाशिय अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री हैं।<ref>{{cite journal |author1=Weis, R. S. |author2=Gaylord, T. K. |title=Lithium Niobate: Summary of Physical Properties and Crystal Structure |journal=Applied Physics A: Materials Science & Processing |volume=37 |issue=4 |pages=191–203 |year=1985 |doi=10.1007/BF00614817 |bibcode=1985ApPhA..37..191W |s2cid=97851423 }}</ref> लिथियम नाइओबेट को कभी-कभी ब्रांड नाम लिनोबेट द्वारा संदर्भित किया जाता है।<ref>{{cite journal |title=Thermally fixed holograms in LiNbO<sub>3</sub> |first1=D.L. |last1=Staebler |first2=J.J. |last2=Amodei |journal=Ferroelectrics |year=1972 |volume=3 |issue=1 |pages=107–113|doi=10.1080/00150197208235297 |bibcode=1972Fer.....3..107S |s2cid=51674085 }}, seen in {{cite book |title=Landmark Papers On Photorefractive Nonlinear Optics |year=1995 |publisher=World Scientific |page=182 |editor1-first=Pochi |editor1-last=Yeh |editor2-first=Claire |editor2-last=Gu |isbn=9789814502979}}</ref>
लिथियम नाइओबेट ({{chem2|auto=1|LiNbO3}}) एक कृत्रिम [[नमक (रसायन विज्ञान)]] है जिसमें [[नाइओबियम]], [[लिथियम]] और [[ऑक्सीजन]] सम्मिलित हैं। इसके एकल क्रिस्टल प्रकाशिय वेवगाइड्स, मोबाइल फोन, पीजोइलेक्ट्रिक ज्ञानेंद्री, प्रकाशिय न्यूनाधिक और विभिन्न रैखिक और गैर-रैखिक प्रकाशिय अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री हैं।<ref>{{cite journal |author1=Weis, R. S. |author2=Gaylord, T. K. |title=Lithium Niobate: Summary of Physical Properties and Crystal Structure |journal=Applied Physics A: Materials Science & Processing |volume=37 |issue=4 |pages=191–203 |year=1985 |doi=10.1007/BF00614817 |bibcode=1985ApPhA..37..191W |s2cid=97851423 }}</ref> लिथियम नाइओबेट को कभी-कभी ब्रांड नाम लिनोबेट द्वारा संदर्भित किया जाता है।<ref>{{cite journal |title=Thermally fixed holograms in LiNbO<sub>3</sub> |first1=D.L. |last1=Staebler |first2=J.J. |last2=Amodei |journal=Ferroelectrics |year=1972 |volume=3 |issue=1 |pages=107–113|doi=10.1080/00150197208235297 |bibcode=1972Fer.....3..107S |s2cid=51674085 }}, seen in {{cite book |title=Landmark Papers On Photorefractive Nonlinear Optics |year=1995 |publisher=World Scientific |page=182 |editor1-first=Pochi |editor1-last=Yeh |editor2-first=Claire |editor2-last=Gu |isbn=9789814502979}}</ref>




== गुण ==
== गुण ==
लिथियम नाइओबेट एक रंगहीन सॉलिड है और यह पानी में अघुलनशील है। इसमें एक त्रिकोणीय [[क्रिस्टल प्रणाली]] है, जिसमें व्युत्क्रम समरूपता का अभाव है और [[ferroelectricity]], पॉकल्स प्रभाव, [[ piezoelectric | पीजोइलेक्ट्रिक]] प्रभाव, [[photoelasticity]] और [[ गैर रेखीय प्रकाशिकी |गैर रेखीय प्रकाशिकी]] पोलरिज़ेबिलिटी प्रदर्शित करता है। लिथियम नाइओबेट में ऋणात्मक एकअक्षीय [[ birefringence ]] होता है जो क्रिस्टल के [[स्तुईचिओमेटरी]] और तापमान पर निर्भर करता है यह 350 और 5200 [[नैनोमीटर]] के बीच तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी है।
लिथियम नाइओबेट एक रंगहीन सॉलिड है और यह पानी में अघुलनशील है। इसमें एक त्रिकोणीय [[क्रिस्टल प्रणाली]] है, जिसमें व्युत्क्रम समरूपता का अभाव है और [[ferroelectricity|फेरोइलेक्ट्रिकिटी]], पॉकल्स प्रभाव, [[ piezoelectric | पीजोइलेक्ट्रिक]] प्रभाव, [[photoelasticity|फोटोलेस्टिकिटी]] और [[ गैर रेखीय प्रकाशिकी |गैर रेखीय प्रकाशिकी]] ध्रुवीकरण प्रदर्शित करता है। लिथियम नाइओबेट में ऋणात्मक एकअक्षीय बायरफ्रिंजेंस होता है जो क्रिस्टल के [[स्तुईचिओमेटरी]] और तापमान पर निर्भर करता है यह 350 और 5200 [[नैनोमीटर]] के बीच तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी है।


[[मैग्नीशियम ऑक्साइड]] द्वारा लिथियम नाइओबेट [[डोपेंट]] हो सकता है, जो प्रकाशिय क्षति सीमा से ऊपर डोप किए जाने पर प्रकाशिय क्षति (जिसे फोटोरिफ़्रेक्टिव क्षति के रूप में भी जाना जाता है) के प्रतिरोध को बढ़ाता है। अन्य उपलब्ध डोपेंट्स आयरन, [[ जस्ता ]], [[हेफ़नियम]], [[ ताँबा ]], [[ गैडोलीनियम ]], [[एर्बियम]], [[yttrium]], [[मैंगनीज]] और [[बोरान]] हैं।
लिथियम नाइओबेट को मैग्नीशियम ऑक्साइड द्वारा डोप किया जा सकता जो प्रकाशिय क्षति सीमा से ऊपर डोप किए जाने पर प्रकाशिय क्षति (जिसे फोटोरिफ़्रेक्टिव क्षति के रूप में भी जाना जाता है) के प्रतिरोध को बढ़ाता है। अन्य उपलब्ध डोपेंट लोहा , जस्ता , हेफ़नियम , तांबा , गैडोलीनियम , एर्बियम , येट्रियम , मैंगनीज और बोरान हैं।


== विकास ==
== विकास ==
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== नैनोकण ==
== नैनोकण ==
कम तापमान पर लिथियम नाइओबेट और [[नाइओबियम पेंटोक्साइड]] के नैनोकणों का उत्पादन किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |author1=Grange, R. |author2=Choi, J.W. |author3=Hsieh, C.L. |author4=Pu, Y. |author5=Magrez, A. |author6=Smajda, R. |author7=Forro, L. |author8=Psaltis, D. |title=Lithium niobate nanowires: synthesis, optical properties and manipulation |journal=Applied Physics Letters |volume=95 |issue=14 |pages=143105 |year=2009 |url=http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/143105/1 |doi=10.1063/1.3236777 |bibcode=2009ApPhL..95n3105G |url-status=dead |archive-url=http://arquivo.pt/wayback/20160514132623/http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/143105/1 |archive-date=2016-05-14 }}</ref> पूर्ण प्रोटोकॉल का अर्थ है NbCl की LiH प्रेरित कमी जिसके बाद ''स्व-स्थाने'' सहज ऑक्सीकरण कम-वैलेंस नाइओबियम नैनो-ऑक्साइड में होता है। ये नाइओबियम ऑक्साइड हवा के वातावरण के संपर्क में आते हैं जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> प्राप्त होता है, अंत में स्थिर Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> लीथियम नियोबेट LiNbO में परिवर्तित हो जाता है<sub>3</sub> LiH अतिरिक्त के नियंत्रित हाइड्रोलिसिस के दौरान लिथियम नाइओबेट लीएनबीओ <sub>3 नैनोकणों में परिवर्तित हो जाता है</sub>।<ref>{{cite journal|vauthors=Aufray M, Menuel S, Fort Y, Eschbach J, Rouxel D, Vincent B |title = XPS विश्लेषण द्वारा नैनोसाइज्ड नाइओबियम ऑक्साइड और लिथियम नीओबेट कणों का नया संश्लेषण और उनकी विशेषता|journal = Journal of Nanoscience and Nanotechnology|volume = 9|issue = 8|pages = 4780–4789|year = 2009|doi = 10.1166/jnn.2009.1087|pmid = 19928149|citeseerx = 10.1.1.465.1919}}</ref> <sub>लगभग 10 एनएम के व्यास के साथ लिथियम नाइओबेट के गोलाकार नैनोकणों को लिनो 3</sub> और एनएच <sub>4</sub> एनबीओ(सी<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)<sub>2</sub> के एक जलीय घोल के मिश्रण के साथ एक मेसोपोरस सिलिका मैट्रिक्स लगाकर तैयार किया जा सकता है और एनएच<sub>4</sub>एनबीओ (सी<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)<sub>2</sub> इसके बाद इन्फ्रारेड भट्टी में 10 मिनट तक गर्म किया जाता है।<ref>{{cite journal|author1=Grigas, A |author2=Kaskel, S |title = Synthesis of LiNbO<sub>3</sub> nanoparticles in a mesoporous matrix |journal = Beilstein Journal of Nanotechnology|volume = 2|pages = 28–33|year = 2011|doi =10.3762/bjnano.2.3|pmid=21977412 |pmc=3045940 }}</ref>
कम तापमान पर लिथियम नाइओबेट और [[नाइओबियम पेंटोक्साइड]] के नैनोकणों का उत्पादन किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |author1=Grange, R. |author2=Choi, J.W. |author3=Hsieh, C.L. |author4=Pu, Y. |author5=Magrez, A. |author6=Smajda, R. |author7=Forro, L. |author8=Psaltis, D. |title=Lithium niobate nanowires: synthesis, optical properties and manipulation |journal=Applied Physics Letters |volume=95 |issue=14 |pages=143105 |year=2009 |url=http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/143105/1 |doi=10.1063/1.3236777 |bibcode=2009ApPhL..95n3105G |url-status=dead |archive-url=http://arquivo.pt/wayback/20160514132623/http://link.aip.org/link/?APPLAB/95/143105/1 |archive-date=2016-05-14 }}</ref> पूर्ण प्रोटोकॉल का अर्थ है NbCl की LiH प्रेरित कमी जिसके बाद ''स्व-स्थाने'' सहज ऑक्सीकरण कम-वैलेंस नाइओबियम नैनो-ऑक्साइड में होता है। ये नाइओबियम ऑक्साइड हवा के वातावरण के संपर्क में आते हैं जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> प्राप्त होता है, अंत में स्थिर Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> लीथियम नियोबेट LiNbO में परिवर्तित हो जाता है<sub>3</sub> LiH अतिरिक्त के नियंत्रित हाइड्रोलिसिस के दौरान लिथियम नाइओबेट LiNbO<sub>3 3नैनोकणों में परिवर्तित हो जाता है</sub>।<ref>{{cite journal|vauthors=Aufray M, Menuel S, Fort Y, Eschbach J, Rouxel D, Vincent B |title = XPS विश्लेषण द्वारा नैनोसाइज्ड नाइओबियम ऑक्साइड और लिथियम नीओबेट कणों का नया संश्लेषण और उनकी विशेषता|journal = Journal of Nanoscience and Nanotechnology|volume = 9|issue = 8|pages = 4780–4789|year = 2009|doi = 10.1166/jnn.2009.1087|pmid = 19928149|citeseerx = 10.1.1.465.1919}}</ref> <sub>लगभग 10 nm के व्यास के साथ लिथियम नाइओबेट के गोलाकार नैनोकणों को लिनो 3</sub> और NH<sub>4</sub>NbO(C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)<sub>2</sub> के एक जलीय घोल के मिश्रण के साथ एक मेसोपोरस सिलिका मैट्रिक्स लगाकर तैयार किया जा सकता है इसके बाद इन्फ्रारेड भट्टी में 10 मिनट तक गर्म किया जाता है।<ref>{{cite journal|author1=Grigas, A |author2=Kaskel, S |title = Synthesis of LiNbO<sub>3</sub> nanoparticles in a mesoporous matrix |journal = Beilstein Journal of Nanotechnology|volume = 2|pages = 28–33|year = 2011|doi =10.3762/bjnano.2.3|pmid=21977412 |pmc=3045940 }}</ref>




== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
दूरसंचार बाजार में लिथियम नाइओबेट का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है, उदा। [[मोबाइल टेलीफोन]] और [[ ऑप्टिकल न्यूनाधिक ]] में।<ref name=Toney-2015>{{cite book|title = लिथियम निओबेट फोटोनिक्स|first = James|last = Toney |publisher = Artech House|year = 2015|isbn = 978-1-60807-923-0}}</ref> इसके बड़े इलेक्ट्रो-मैकेनिकल कपलिंग के कारण, यह [[सतह ध्वनिक तरंग]] उपकरणों के लिए पसंद की सामग्री है। कुछ उपयोगों के लिए इसे लिथियम टैंटालेट से बदला जा सकता है, {{chem2|Li[[Tantalum|Ta]]O3}}. अन्य उपयोग [[ लेज़र ]] [[दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी]], नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स, पॉकेल्स इफेक्ट पॉकेल्स सेल [[ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर]]स लेजर के लिए [[क्यू-स्विचिंग]] डिवाइस, अन्य [[ध्वनिक-ऑप्टिक प्रभाव]] | एकॉस्टो-ऑप्टिक डिवाइस, गीगाहर्ट्ज़ फ़्रीक्वेंसी के लिए [[ऑप्टिकल स्विच]] आदि हैं। [[ऑप्टिकल वेवगाइड|ऑप्टिकल]] वेवगाइड्स के निर्माण के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री। इसका उपयोग ऑप्टिकल स्थानिक लो-पास ([[एंटी - एलियासिंग फ़िल्टर]] एंटी-अलियासिंग) फिल्टर बनाने में भी किया जाता है।
दूरसंचार बाजार में लिथियम नाइओबेट का बड़े स्तर पर उपयोग किया जाता है, उदाहरण [[मोबाइल टेलीफोन]] और [[ ऑप्टिकल न्यूनाधिक ]] में।<ref name=Toney-2015>{{cite book|title = लिथियम निओबेट फोटोनिक्स|first = James|last = Toney |publisher = Artech House|year = 2015|isbn = 978-1-60807-923-0}}</ref> इसके बड़े इलेक्ट्रो-मैकेनिकल कपलिंग के कारण, यह [[सतह ध्वनिक तरंग]] उपकरणों के लिए पसंद की सामग्री है। कुछ उपयोगों के लिए इसे {{chem2|Li[[Tantalum|Ta]]O3}}लिथियम टैंटालेट से द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। अन्य उपयोगों में लेज़र फ़्रीक्वेंसी दोहरीकरण , नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स , पॉकेल्स सेल , ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर्स , लेज़रों के लिए क्यू-स्विचिंग डिवाइस, अन्य एकॉस्टो-ऑप्टिक डिवाइस, गीगाहर्ट्ज़ फ़्रीक्वेंसी के लिए ऑप्टिकल स्विच आदि सम्मिलित हैं। [[ऑप्टिकल वेवगाइड|ऑप्टिकल]] वेवगाइड्स के निर्माण के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है। इसका उपयोग ऑप्टिकल स्थानिक लो-पास ([[एंटी - एलियासिंग फ़िल्टर]] बनाने में भी किया जाता है।


पिछले कुछ वर्षों में लिथियम निओबेट एक प्रकार के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिमटी के रूप में अनुप्रयोगों को ढूंढ रहा है, एक दृष्टिकोण जिसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिमटी के रूप में जाना जाता है क्योंकि प्रभाव के लिए प्रकाश उत्तेजना की आवश्यकता होती है।<ref name="Carrascosa M 2015">{{cite journal | last1=Carrascosa | first1=M. | last2=García-Cabañes | first2=A. | last3=Jubera | first3=M. | last4=Ramiro | first4=J. B. | last5=Agulló-López | first5=F. | title=LiNbO<sub>3</sub>: A photovoltaic substrate for massive parallel manipulation and patterning of nano-objects | journal=Applied Physics Reviews | publisher=AIP Publishing | volume=2 | issue=4 | year=2015 | issn=1931-9401 | doi=10.1063/1.4929374 | page=040605| bibcode=2015ApPRv...2d0605C | hdl=10486/669584 | hdl-access=free }}</ref><ref name="García-Cabañes A 2018">{{cite journal | last1=García-Cabañes | first1=Angel | last2=Blázquez-Castro | first2=Alfonso | last3=Arizmendi | first3=Luis | last4=Agulló-López | first4=Fernando | last5=Carrascosa | first5=Mercedes | title=लिथियम नियोबेट पर आधारित फोटोवोल्टिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिमटी पर हाल की उपलब्धियां| journal=Crystals | publisher=MDPI AG | volume=8 | issue=2 | date=2018-01-30 | issn=2073-4352 | doi=10.3390/cryst8020065 | page=65| doi-access=free }</ref> यह प्रभाव उच्च लचीलेपन के साथ माइक्रोमीटर-स्केल कणों के ठीक हेरफेर की अनुमति देता है क्योंकि चिमटी क्रिया प्रबुद्ध क्षेत्र तक ही सीमित है। प्रभाव प्रबुद्ध स्थान के भीतर प्रकाश जोखिम (1-100 केवी / सेमी) के दौरान उत्पन्न बहुत उच्च विद्युत क्षेत्रों पर आधारित है। इन गहन क्षेत्रों में बायोफिजिक्स और जैव प्रौद्योगिकी में भी आवेदन मिल रहे हैं, क्योंकि वे जीवित जीवों को विभिन्न तरीकों से प्रभावित कर सकते हैं।<ref name="Blázquez-Castro A 2018">{{cite journal | last1=Blázquez-Castro | first1=A. | last2=García-Cabañes | first2=A. | last3=Carrascosa | first3=M. | title=फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री के जैविक अनुप्रयोग| journal=Applied Physics Reviews | publisher=AIP Publishing | volume=5 | issue=4 | year=2018 | issn=1931-9401 | doi=10.1063/1.5044472 | page=041101| arxiv=2109.00429 | bibcode=2018ApPRv...5d1101B | s2cid=139511670 }</ref> उदाहरण के लिए दृश्यमान प्रकाश से उत्साहित आयरन-डोप्ड लिथियम नाइओबेट ट्यूमर सेल संस्कृतियों में कोशिका मृत्यु का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है।<ref name="Blázquez-Castro A 2011">{{cite journal | last1=Blázquez-Castro | first1=Alfonso | last2=Stockert | first2=Juan C. | last3=López-Arias | first3=Begoña | last4=Juarranz | first4=Angeles | last5=Agulló-López | first5=Fernando | last6=García-Cabañes | first6=Angel | last7=Carrascosa | first7=Mercedes | title=LiNbO<sub>3</sub>:Fe दृश्य प्रकाश विकिरण के तहत बल्क फोटोवोल्टिक प्रभाव से प्रेरित ट्यूमर कोशिका मृत्यु| journal=Photochemical & Photobiological Sciences | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=10 | issue=6 | year=2011 | pages=956–963 | issn=1474-905X | doi=10.1039/c0pp00336k | pmid=21336376 | doi-access=free }}</ref>
पिछले कुछ वर्षों में लिथियम निओबेट एक प्रकार के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिमटी के रूप में अनुप्रयोगों को ढूंढ रहा है, एक दृष्टिकोण जिसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिमटी के रूप में जाना जाता है क्योंकि प्रभाव के लिए प्रकाश उत्तेजना की आवश्यकता होती है।<ref name="Carrascosa M 2015">{{cite journal | last1=Carrascosa | first1=M. | last2=García-Cabañes | first2=A. | last3=Jubera | first3=M. | last4=Ramiro | first4=J. B. | last5=Agulló-López | first5=F. | title=LiNbO<sub>3</sub>: A photovoltaic substrate for massive parallel manipulation and patterning of nano-objects | journal=Applied Physics Reviews | publisher=AIP Publishing | volume=2 | issue=4 | year=2015 | issn=1931-9401 | doi=10.1063/1.4929374 | page=040605| bibcode=2015ApPRv...2d0605C | hdl=10486/669584 | hdl-access=free }}</ref><ref name="García-Cabañes A 2018">{{cite journal | last1=García-Cabañes | first1=Angel | last2=Blázquez-Castro | first2=Alfonso | last3=Arizmendi | first3=Luis | last4=Agulló-López | first4=Fernando | last5=Carrascosa | first5=Mercedes | title=Recent Achievements on Photovoltaic Optoelectronic Tweezers Based on Lithium Niobate | journal=Crystals | publisher=MDPI AG | volume=8 | issue=2 | date=2018-01-30 | issn=2073-4352 | doi=10.3390/cryst8020065 | page=65| doi-access=free }}</ref> यह प्रभाव उच्च लचीलेपन के साथ माइक्रोमीटर-स्केल कणों के बारीक हेरफेर की अनुमति देता है क्योंकि ट्वीज़िंग क्रिया प्रबुद्ध क्षेत्र तक सीमित है। प्रभाव प्रबुद्ध स्थान के भीतर प्रकाश जोखिम (1-100 केवी/सेमी) के दौरान उत्पन्न बहुत उच्च विद्युत क्षेत्रों पर आधारित है। इन गहन क्षेत्रों का अनुप्रयोग बायोफिज़िक्स और जैव प्रौद्योगिकी में भी हो रहा है, क्योंकि वे विभिन्न तरीकों से जीवित जीवों को प्रभावित कर सकते हैं.<ref name="Blázquez-Castro A 2018">{{cite journal | last1=Blázquez-Castro | first1=A. | last2=García-Cabañes | first2=A. | last3=Carrascosa | first3=M. | title=Biological applications of ferroelectric materials | journal=Applied Physics Reviews | publisher=AIP Publishing | volume=5 | issue=4 | year=2018 | issn=1931-9401 | doi=10.1063/1.5044472 | page=041101| arxiv=2109.00429 | bibcode=2018ApPRv...5d1101B | s2cid=139511670 }}</ref> उदाहरण के लिए, दृश्य प्रकाश से उत्तेजित आयरन-डोप्ड लिथियम नाइओबेट को ट्यूमर कोशिका संवर्धन में कोशिका मृत्यु उत्पन्न करते हुए दिखाया गया है।<ref name="Blázquez-Castro A 2011">{{cite journal | last1=Blázquez-Castro | first1=Alfonso | last2=Stockert | first2=Juan C. | last3=López-Arias | first3=Begoña | last4=Juarranz | first4=Angeles | last5=Agulló-López | first5=Fernando | last6=García-Cabañes | first6=Angel | last7=Carrascosa | first7=Mercedes | title=Tumour cell death induced by the bulk photovoltaic effect of LiNbO<sub>3</sub>:Fe under visible light irradiation | journal=Photochemical & Photobiological Sciences | publisher=Springer Science and Business Media LLC | volume=10 | issue=6 | year=2011 | pages=956–963 | issn=1474-905X | doi=10.1039/c0pp00336k | pmid=21336376 | doi-access=free }}</ref>


==समय-समय पर पोलित लिथियम निओबेट (PPLN)==
==समय-समय पर '''ध्रुवीकृत''' लिथियम निओबेट (PPLN)==
समय-समय पर ध्रुवित लिथियम नाइओबेट (पीपीएलएन) एक डोमेन-इंजीनियर लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल है, जो मुख्य रूप से नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स में [[अर्ध-चरण-मिलान]] प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। [[फेरोइलेक्ट्रिक]] डोमेन आमतौर पर 5 और 35 माइक्रोमीटर | माइक्रोमीटर के बीच की अवधि के साथ ''+c'' और ''-c'' दिशा की ओर इशारा करते हैं। इस सीमा की छोटी अवधि दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के लिए उपयोग की जाती है, जबकि ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर के लिए लंबी होती है। समय-समय पर संरचित इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत पोलिंग द्वारा [[आवधिक पोलिंग]] प्राप्त की जा सकती है। तापमान के साथ फैलाव की थोड़ी भिन्नता के कारण क्रिस्टल के नियंत्रित ताप का उपयोग माध्यम में [[चरण मिलान]] को ठीक करने के लिए किया जा सकता है।
समय-समय पर ध्रुवित लिथियम नाइओबेट (पीपीएलएन) एक डोमेन-इंजीनियर लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल है, जो मुख्य रूप से गैर-रैखिक प्रकाशिकी में [[अर्ध-चरण-मिलान]] प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। [[फेरोइलेक्ट्रिक]] डोमेन आमतौर पर 5 और 35 माइक्रोन के बीच की अवधि के साथ ''+c'' और ''-c'' ''दिशा के लिए वैकल्पिक रूप'' से इंगित करता है। इस सीमा की छोटी अवधि का उपयोग दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि ऑप्टिकल पैरामीट्रिक दोलन के लिए लंबी होती है। समय-समय पर संरचित इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत पोलिंग द्वारा [[आवधिक पोलिंग]] प्राप्त की जा सकती है। तापमान के साथ फैलाव की थोड़ी भिन्नता के कारण क्रिस्टल के नियंत्रित ताप का उपयोग माध्यम में [[चरण मिलान]] को ठीक करने के लिए किया जा सकता है।


आवधिक पोलिंग लिथियम निओबेट के नॉनलाइनियर टेन्सर, डी के सबसे बड़े मूल्य का उपयोग करता है<sub>33</sub> = 27 अपराह्न/वि. अर्ध-चरण मिलान अधिकतम दक्षता देता है जो पूर्ण d का 2/π (64%) है<sub>33</sub>, लगभग 17 अपराह्न/वि.<ref>{{cite journal|doi=10.1007/s003400100623|title=डायोड लेजर के साथ यूवी पीढ़ी के लिए समय-समय पर पोलित लिथियम टैंटलेट का निर्माण|journal=Applied Physics B|volume=73|issue=2|pages=111–114|year=2001|last1=Meyn|first1=J.-P.|last2=Laue|first2=C.|last3=Knappe|first3=R.|last4=Wallenstein|first4=R.|last5=Fejer|first5=M.M.|bibcode=2001ApPhB..73..111M|s2cid=119763435}}</ref>
आवधिक पोलिंग लिथियम निओबेट के नॉनलाइनियर टेन्सर, डी के सबसे बड़े मूल्य का उपयोग करता है<sub>33</sub> = 27 अपराह्न/वि. अर्ध-चरण मिलान अधिकतम दक्षता देता है जो पूर्ण d का 2/π (64%) है<sub>33</sub>, लगभग 17 अपराह्न/वि.<ref>{{cite journal|doi=10.1007/s003400100623|title=डायोड लेजर के साथ यूवी पीढ़ी के लिए समय-समय पर पोलित लिथियम टैंटलेट का निर्माण|journal=Applied Physics B|volume=73|issue=2|pages=111–114|year=2001|last1=Meyn|first1=J.-P.|last2=Laue|first2=C.|last3=Knappe|first3=R.|last4=Wallenstein|first4=R.|last5=Fejer|first5=M.M.|bibcode=2001ApPhB..73..111M|s2cid=119763435}}</ref>
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{{Lithium compounds}}
{{Lithium compounds}}
{{Niobium compounds}}
{{Niobium compounds}}
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Latest revision as of 09:54, 15 September 2023

लिथियम निओबेट
Lithium niobate crystal.jpg
LiNbO3.png
__ Li+     __ Nb5+     __ O2−
Names
Other names
Lithium niobium oxide, lithium niobium trioxide
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
  • InChI=1S/Li.Nb.3O/q+1;;;;-1 checkY
    Key: GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/Li.Nb.3O/q+1;;;;-1/rLi.NbO3/c;2-1(3)4/q+1;-1
    Key: GQYHUHYESMUTHG-YHKBGIKBAK
  • [Li+].[O-][Nb](=O)=O
Properties
LiNbO3
Molar mass 147.846 g/mol
Appearance colorless solid
Density 4.30 g/cm3[1]
Melting point 1,240 °C (2,260 °F; 1,510 K)[1]
None
Band gap 4 eV
no 2.3007, ne 2.2116[2]
Structure[3]
Trigonal, hR30
R3c, No. 161
3m (C3v)
a = 0.51501 nm, b = 0.51501 nm, c = 0.54952 nm
α = 62.057°, β = 62.057°, γ = 60°
6
Hazards
Lethal dose or concentration (LD, LC):
8 g/kg (oral, rat)[4]
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒N verify (what is checkY☒N ?)

लिथियम नाइओबेट (LiNbO3) एक कृत्रिम नमक (रसायन विज्ञान) है जिसमें नाइओबियम, लिथियम और ऑक्सीजन सम्मिलित हैं। इसके एकल क्रिस्टल प्रकाशिय वेवगाइड्स, मोबाइल फोन, पीजोइलेक्ट्रिक ज्ञानेंद्री, प्रकाशिय न्यूनाधिक और विभिन्न रैखिक और गैर-रैखिक प्रकाशिय अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री हैं।[5] लिथियम नाइओबेट को कभी-कभी ब्रांड नाम लिनोबेट द्वारा संदर्भित किया जाता है।[6]


गुण

लिथियम नाइओबेट एक रंगहीन सॉलिड है और यह पानी में अघुलनशील है। इसमें एक त्रिकोणीय क्रिस्टल प्रणाली है, जिसमें व्युत्क्रम समरूपता का अभाव है और फेरोइलेक्ट्रिकिटी, पॉकल्स प्रभाव, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव, फोटोलेस्टिकिटी और गैर रेखीय प्रकाशिकी ध्रुवीकरण प्रदर्शित करता है। लिथियम नाइओबेट में ऋणात्मक एकअक्षीय बायरफ्रिंजेंस होता है जो क्रिस्टल के स्तुईचिओमेटरी और तापमान पर निर्भर करता है यह 350 और 5200 नैनोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी है।

लिथियम नाइओबेट को मैग्नीशियम ऑक्साइड द्वारा डोप किया जा सकता जो प्रकाशिय क्षति सीमा से ऊपर डोप किए जाने पर प्रकाशिय क्षति (जिसे फोटोरिफ़्रेक्टिव क्षति के रूप में भी जाना जाता है) के प्रतिरोध को बढ़ाता है। अन्य उपलब्ध डोपेंट लोहा , जस्ता , हेफ़नियम , तांबा , गैडोलीनियम , एर्बियम , येट्रियम , मैंगनीज और बोरान हैं।

विकास

लिथियम नाइओबेट के एकल क्रिस्टल को ज़ोक्राल्स्की प्रक्रिया का उपयोग करके उगाया जा सकता है।[7]

एक जेड-कट, एकल क्रिस्टल लिथियम नाइओबेट वेफर

क्रिस्टल बनाने के बाद इसे अलग-अलग अभिविन्यास के वफ़र में काटा जाता है। सामान्य अभिविन्यास z-कट, x-कट, y-कट और पिछले अक्षों के घुमाए गए कोणों के साथ कट हैं।[8]


पतली-फिल्में

स्मार्ट कट (आयन स्लाइसिंग) या MOCVD प्रक्रिया का उपयोग करके थिन-फिल्म लिथियम नाइओबेट (उदाहरण के लिए ऑप्टिकल वेव गाइड के लिए ) को नीलम और अन्य सबस्ट्रेट्स में स्थानांतरित या उगाया जा सकता है।[9] इस तकनीक को लिथियम नाइओबेट-ऑन-इंसुलेटर (एलएनओआई) के रूप में जाना जाता है।[10]


नैनोकण

कम तापमान पर लिथियम नाइओबेट और नाइओबियम पेंटोक्साइड के नैनोकणों का उत्पादन किया जा सकता है।[11] पूर्ण प्रोटोकॉल का अर्थ है NbCl की LiH प्रेरित कमी जिसके बाद स्व-स्थाने सहज ऑक्सीकरण कम-वैलेंस नाइओबियम नैनो-ऑक्साइड में होता है। ये नाइओबियम ऑक्साइड हवा के वातावरण के संपर्क में आते हैं जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध Nb2O5 प्राप्त होता है, अंत में स्थिर Nb2O5 लीथियम नियोबेट LiNbO में परिवर्तित हो जाता है3 LiH अतिरिक्त के नियंत्रित हाइड्रोलिसिस के दौरान लिथियम नाइओबेट LiNbO3 3नैनोकणों में परिवर्तित हो जाता है[12] लगभग 10 nm के व्यास के साथ लिथियम नाइओबेट के गोलाकार नैनोकणों को लिनो 3 और NH4NbO(C2O4)2 के एक जलीय घोल के मिश्रण के साथ एक मेसोपोरस सिलिका मैट्रिक्स लगाकर तैयार किया जा सकता है इसके बाद इन्फ्रारेड भट्टी में 10 मिनट तक गर्म किया जाता है।[13]


अनुप्रयोग

दूरसंचार बाजार में लिथियम नाइओबेट का बड़े स्तर पर उपयोग किया जाता है, उदाहरण मोबाइल टेलीफोन और ऑप्टिकल न्यूनाधिक में।[14] इसके बड़े इलेक्ट्रो-मैकेनिकल कपलिंग के कारण, यह सतह ध्वनिक तरंग उपकरणों के लिए पसंद की सामग्री है। कुछ उपयोगों के लिए इसे LiTaO3लिथियम टैंटालेट से द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। अन्य उपयोगों में लेज़र फ़्रीक्वेंसी दोहरीकरण , नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स , पॉकेल्स सेल , ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर्स , लेज़रों के लिए क्यू-स्विचिंग डिवाइस, अन्य एकॉस्टो-ऑप्टिक डिवाइस, गीगाहर्ट्ज़ फ़्रीक्वेंसी के लिए ऑप्टिकल स्विच आदि सम्मिलित हैं। ऑप्टिकल वेवगाइड्स के निर्माण के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है। इसका उपयोग ऑप्टिकल स्थानिक लो-पास (एंटी - एलियासिंग फ़िल्टर बनाने में भी किया जाता है।

पिछले कुछ वर्षों में लिथियम निओबेट एक प्रकार के इलेक्ट्रोस्टैटिक चिमटी के रूप में अनुप्रयोगों को ढूंढ रहा है, एक दृष्टिकोण जिसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिमटी के रूप में जाना जाता है क्योंकि प्रभाव के लिए प्रकाश उत्तेजना की आवश्यकता होती है।[15][16] यह प्रभाव उच्च लचीलेपन के साथ माइक्रोमीटर-स्केल कणों के बारीक हेरफेर की अनुमति देता है क्योंकि ट्वीज़िंग क्रिया प्रबुद्ध क्षेत्र तक सीमित है। प्रभाव प्रबुद्ध स्थान के भीतर प्रकाश जोखिम (1-100 केवी/सेमी) के दौरान उत्पन्न बहुत उच्च विद्युत क्षेत्रों पर आधारित है। इन गहन क्षेत्रों का अनुप्रयोग बायोफिज़िक्स और जैव प्रौद्योगिकी में भी हो रहा है, क्योंकि वे विभिन्न तरीकों से जीवित जीवों को प्रभावित कर सकते हैं.[17] उदाहरण के लिए, दृश्य प्रकाश से उत्तेजित आयरन-डोप्ड लिथियम नाइओबेट को ट्यूमर कोशिका संवर्धन में कोशिका मृत्यु उत्पन्न करते हुए दिखाया गया है।[18]

समय-समय पर ध्रुवीकृत लिथियम निओबेट (PPLN)

समय-समय पर ध्रुवित लिथियम नाइओबेट (पीपीएलएन) एक डोमेन-इंजीनियर लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल है, जो मुख्य रूप से गैर-रैखिक प्रकाशिकी में अर्ध-चरण-मिलान प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। फेरोइलेक्ट्रिक डोमेन आमतौर पर 5 और 35 माइक्रोन के बीच की अवधि के साथ +c और -c दिशा के लिए वैकल्पिक रूप से इंगित करता है। इस सीमा की छोटी अवधि का उपयोग दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि ऑप्टिकल पैरामीट्रिक दोलन के लिए लंबी होती है। समय-समय पर संरचित इलेक्ट्रोड के साथ विद्युत पोलिंग द्वारा आवधिक पोलिंग प्राप्त की जा सकती है। तापमान के साथ फैलाव की थोड़ी भिन्नता के कारण क्रिस्टल के नियंत्रित ताप का उपयोग माध्यम में चरण मिलान को ठीक करने के लिए किया जा सकता है।

आवधिक पोलिंग लिथियम निओबेट के नॉनलाइनियर टेन्सर, डी के सबसे बड़े मूल्य का उपयोग करता है33 = 27 अपराह्न/वि. अर्ध-चरण मिलान अधिकतम दक्षता देता है जो पूर्ण d का 2/π (64%) है33, लगभग 17 अपराह्न/वि.[19]

आवधिक पोलिंग के लिए उपयोग की जाने वाली अन्य सामग्रियां वाइड ऊर्जा अंतराल अकार्बनिक क्रिस्टल हैं जैसे पोटेशियम टिटानिल फॉस्फेट (जिसके परिणामस्वरूप समय-समय पर केटीपी, पीपीकेटीपी) लिथियम टैंटलेट और कुछ कार्बनिक पदार्थ होते हैं।

आवधिक पोलिंग तकनीक का उपयोग सतही नैनोस्ट्रक्चर बनाने के लिए भी किया जा सकता है।[20][21]

हालांकि इसकी कम फोटोरिफ्रेक्टिव क्षति सीमा के कारण पीपीएलएन को केवल सीमित अनुप्रयोग मिलते हैं: बहुत कम बिजली के स्तर पर। MgO-doped लिथियम नाइओबेट समय-समय पर पोल विधि द्वारा निर्मित होता है। आवधिक रूप से पोलित MgO-डोप्ड लिथियम नाइओबेट (PPMgOLN) इसलिए अनुप्रयोग को मध्यम शक्ति स्तर तक विस्तारित करता है।

सेलमीयर समीकरण

असाधारण सूचकांक के लिए सेलमीयर समीकरण का उपयोग अर्ध-चरण मिलान के लिए पोलिंग अवधि और अनुमानित तापमान का पता लगाने के लिए किया जाता है। जुंड्ट[22] देता है

0.4 से 5 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य के लिए 20 से 250 °C तक मान्य है, जबकि लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए,[23]

जो 2.8 और 4.8 माइक्रोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य λ के लिए T = 25 से 180 °C के लिए मान्य है।

इन समीकरणों में f = (T − 24.5)(T + 570.82), λ माइक्रोमीटर में है, और T °C में है।

आम तौर पर MgO-doped के लिए साधारण और असाधारण सूचकांक के लिए LiNbO3:

,

साथ:

Parameters 5% MgO-doped CLN 1% MgO-doped SLN
ne no ne
a1 5.756 5.653 5.078
a2 0.0983 0.1185 0.0964
a3 0.2020 0.2091 0.2065
a4 189.32 89.61 61.16
a5 12.52 10.85 10.55
a6 1.32×10−2 1.97×10−2 1.59×10−2
b1 2.860×10−6 7.941×10−7 4.677×10−7
b2 4.700×10−8 3.134×10−8 7.822×10−8
b3 6.113×10−8 −4.641×10−9 −2.653×10−8
b4 1.516×10−4 −2.188×10−6 1.096×10−4

संगत के लिए LiNbO3 (सीएलएन) और स्टोकिओमेट्रिक LiNbO3 (एसएलएन)।[24]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 Haynes, p. 4.70
  2. Haynes, p. 10.250
  3. Wilkinson, A. P.; Cheetham, A. K.; Jarman, R. H. (1993). "The defect structure of congruently melting lithium niobate". Journal of Applied Physics. 74 (5): 3080–3083. Bibcode:1993JAP....74.3080W. doi:10.1063/1.354572.
  4. "ChemIDplus – 12031-63-9 – PSVBHJWAIYBPRO-UHFFFAOYSA-N – Lithium niobate – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information".
  5. Weis, R. S.; Gaylord, T. K. (1985). "Lithium Niobate: Summary of Physical Properties and Crystal Structure". Applied Physics A: Materials Science & Processing. 37 (4): 191–203. Bibcode:1985ApPhA..37..191W. doi:10.1007/BF00614817. S2CID 97851423.
  6. Staebler, D.L.; Amodei, J.J. (1972). "Thermally fixed holograms in LiNbO3". Ferroelectrics. 3 (1): 107–113. Bibcode:1972Fer.....3..107S. doi:10.1080/00150197208235297. S2CID 51674085., seen in Yeh, Pochi; Gu, Claire, eds. (1995). Landmark Papers On Photorefractive Nonlinear Optics. World Scientific. p. 182. ISBN 9789814502979.
  7. Volk, Tatyana; Wohlecke, Manfred (2008). Lithium Niobate: Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching. Springer. pp. 1–9. doi:10.1007/978-3-540-70766-0. ISBN 978-3-540-70765-3.
  8. Wong, K. K. (2002). लिथियम निओबेट के गुण. London, United Kingdom: INSPEC. p. 8. ISBN 0-85296-799-3.
  9. Feigelson, R.S. (1996). "ठोस स्रोत MOCVD विधि द्वारा लिथियम नाइओबेट पतली फिल्मों की एपिटैक्सियल वृद्धि". Journal of Crystal Growth. 166 (1–4): 1–16. Bibcode:1996JCrGr.166....1F. doi:10.1016/0022-0248(95)00570-6.
  10. Hu, Hui; Yang, Jin; Gui, Li; Sohler, Wolfgang (2012). "Lithium niobate-on-insulator (LNOI): Status and perspectives" (PDF). सिलिकॉन फोटोनिक्स और फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट III. Vol. 8431. pp. 84311D. doi:10.1117/12.922401. S2CID 120452519.
  11. Grange, R.; Choi, J.W.; Hsieh, C.L.; Pu, Y.; Magrez, A.; Smajda, R.; Forro, L.; Psaltis, D. (2009). "Lithium niobate nanowires: synthesis, optical properties and manipulation". Applied Physics Letters. 95 (14): 143105. Bibcode:2009ApPhL..95n3105G. doi:10.1063/1.3236777. Archived from the original on 2016-05-14.
  12. Aufray M, Menuel S, Fort Y, Eschbach J, Rouxel D, Vincent B (2009). "XPS विश्लेषण द्वारा नैनोसाइज्ड नाइओबियम ऑक्साइड और लिथियम नीओबेट कणों का नया संश्लेषण और उनकी विशेषता". Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 9 (8): 4780–4789. CiteSeerX 10.1.1.465.1919. doi:10.1166/jnn.2009.1087. PMID 19928149.
  13. Grigas, A; Kaskel, S (2011). "Synthesis of LiNbO3 nanoparticles in a mesoporous matrix". Beilstein Journal of Nanotechnology. 2: 28–33. doi:10.3762/bjnano.2.3. PMC 3045940. PMID 21977412.
  14. Toney, James (2015). लिथियम निओबेट फोटोनिक्स. Artech House. ISBN 978-1-60807-923-0.
  15. Carrascosa, M.; García-Cabañes, A.; Jubera, M.; Ramiro, J. B.; Agulló-López, F. (2015). "LiNbO3: A photovoltaic substrate for massive parallel manipulation and patterning of nano-objects". Applied Physics Reviews. AIP Publishing. 2 (4): 040605. Bibcode:2015ApPRv...2d0605C. doi:10.1063/1.4929374. hdl:10486/669584. ISSN 1931-9401.
  16. García-Cabañes, Angel; Blázquez-Castro, Alfonso; Arizmendi, Luis; Agulló-López, Fernando; Carrascosa, Mercedes (2018-01-30). "Recent Achievements on Photovoltaic Optoelectronic Tweezers Based on Lithium Niobate". Crystals. MDPI AG. 8 (2): 65. doi:10.3390/cryst8020065. ISSN 2073-4352.
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  20. Grilli, Simonetta; Ferraro, Pietro; De Natale, Paolo; Tiribilli, Bruno; Vassalli, Massimo (2005). "डोमेन रिवर्सल पैटर्निंग और डिफरेंशियल एचिंग द्वारा सर्वांगसम लिथियम निओबेट में सरफेस नैनोस्केल पीरियोडिक स्ट्रक्चर्स". Applied Physics Letters. 87 (23): 233106. Bibcode:2005ApPhL..87w3106G. doi:10.1063/1.2137877.
  21. Ferraro, P.; Grilli, S. (2006). "लिथियम निओबेट में सबमाइक्रोन उल्टे डोमेन के आकार और गहराई को नियंत्रित करने के लिए प्रतिरोध पैटर्न की मोटाई को संशोधित करना". Applied Physics Letters. 89 (13): 133111. Bibcode:2006ApPhL..89m3111F. doi:10.1063/1.2357928.
  22. Jundt, Dieter H. (1997). "Temperature-dependent Sellmeier equation for the index of refraction in congruent lithium niobate". Optics Letters. 22 (20): 1553–5. Bibcode:1997OptL...22.1553J. doi:10.1364/OL.22.001553. PMID 18188296.
  23. Deng, L.H.; Gao, X.M.; Cao, Z.S.; Chen, W.D.; Yuan, Y.Q.; Zhang, W.J.; Gong, Z.B. (2006). "Improvement to Sellmeier equation for periodically poled LiNbO3 crystal using mid-infrared difference-frequency generation". Optics Communications. 268 (1): 110–114. Bibcode:2006OptCo.268..110D. doi:10.1016/j.optcom.2006.06.082.
  24. Gayer, O.; Sacks, Z.; Galun, E.; Arie, A. (2008). "Temperature and wavelength dependent refractive index equations for MgO-doped congruent and stoichiometric LiNbO3". Appl. Phys. B. 91 (2): 343–348. Bibcode:2008ApPhB..91..343G. doi:10.1007/s00340-008-2998-2. S2CID 195290628.


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