Electron energy levels in lithium niobate resulting from oxygen vacancies

Abstract

A study of the electronic levels associated with an oxygen vacancy in lithium niobate (LiNbO3) is reported. The semicontinuum model used in the F-center problems in alkali halides is simplified to compute the energy levels of an electron trapped at an oxygen vacancy. Treating the crystal as an array of point charges the actual potentials of a point-ion-lattice of 810 ions are subsequently computed. The convergence of the lattice sums is demonstrated. The potentials resulting from polarization of the medium are also taken into account. The Schrödinger equation is solved variationally. The results are found to be in very good agreement with the existing experimental values. Es wird über die mit einer Sauerstoffleerstelle verknüpften elektronischen Niveaus in Lithiumniobat (LiNbO3) berichtet. Das für F-Zentrenprobleme in Alkalihalogenide benutzte Semikontinuummodell wird vereinfacht und damit die Energieniveaus eines an einer Sauerstoffleerstelle getrappten Elektrons berechnet. Indem der Kristall ale eine Anordnung von Punktladungen behandelt wird, werden die wirksamen Potentiale eines Punktionengitters von 810 Ionen nacheinander berechnet. Die Konvergenz der Gittersummen wird nachgewiesen. Die Potentiale, die aus der Polarisation des Mediums herrühren, werden ebenfalls berücksichtigt. Die Schrödingergleichung wird mit einem Variationsansatz gelöst. Es wird gefunden, daß die Ergebnisse sehr gut mit vorhandenen experimentellen Daten übereinstimmen.