Anisotropic Effects in N+-Implanted LiNbO3

Abstract

A model of damage formation in LiNbO3 by N+ (150 keV, 300 K)-implantation is discussed including the results of RBS, volume expansion, and refractive index investigation of simultaneously implanted, X-, Y- and Z-cuts. For dose values D ≦ 1 × 1015 cm−2 most of the displaced Nb atoms occupy vacant octahedral lattice sites. Because of the high stability of the crystal structure in the c-direction, a complete amorphization of the implanted LiNbO3 layers is not attained even with D = 4 × 1016cm−2. Anhand der Ergebnisse von RBS-, Volumendilatations- und Reflexionsmessungen an gleichzeitig implantierten X-, Y- und Z-Schnitten wird ein Modell der Defekterzeugung in LiNbO3 durch N+ (150 keV, 300 K)-Implantation diskutiert. Für Dosiswerte D ≦ 1 × 1015 cm−2 wird der größte Teil der deplazierten Nb-Atome auf vakanten Oktaederplätzen nachgewiesen. Wegen der hohen Stabilität der Kristallstruktur in Richtung der c-Achse kann eine vollständige Amorphisierung der implantierten LiNbO3-Schichten auch mit D = 4 × 1016 cm−2 nicht erreicht werden.